Question

小剛觀察了市場上的“測重儀”后，畫出了如圖所示的原理圖：A為托盤，P為金屬滑片且固定在托盤下的輕質彈簧上，并能隨輕質彈簧一起上下滑動，當托盤中不放物體時，P位于R的最上端．已知R=5Ω，R的最大阻值為25Ω，電源電壓恒為3V．問：
（1）圖中的質量表應該用什么電表改裝？______．
（2）當開關S閉合，不稱量物體時，通電5min電阻R消耗的電能是多少？
（3）當稱量物體質量達到最大值時，R消耗的功率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據物體越重，R接入電路的電阻越小，電流越大，“測重儀”的示數越大，可知質量表應用電流表改裝的；
（2）不稱量物體時，R與R串聯，由電源電壓和總電阻求出電流，再根據W=I²Rt求出電阻R消耗的電能；
（3）當稱量物體質量達到最大值時，R沒有接入電路中，R兩端電壓為電源電壓，根據P=可求出R消耗的功率．
解答：解：（1）圖中的質量表應用電流表改裝．
（2）當開關S閉合，不稱量物體時，R與R串聯，
R_總=R+R=25Ω+5Ω=30Ω，
此時電路中的電流I為：
I===0.1A，
則R消耗的電能W為：
W=I²Rt=（0.1A）²×25Ω×300S=75J．
（3）當稱量物體質量達到最大時，只有R接入電路，則R消耗的電功率P為：
P===1.8W．
答：（1）圖中的質量表應用電流表改裝；
（2）電阻R消耗的電能是75J；
（3）R消耗的電功率是1.8W．
點評：本題考查了電功和電功率的計算，正確分析不稱量物體時和稱量物體質量達到最大值時電路連接是解題的關鍵．