Question

12．高速公路收費站已開始對過往的貨車實施計重收費，某同學結合所學物理知識設計了如圖所示的稱重計原理圖（電源電壓恒為24V，R₁阻值為10歐姆，R的最大阻值為20歐姆，稱重計由電流表改裝而成）．
（1）請你幫助該同學完成電路圖，要求稱重時，車輛越重，稱重計指針向右偏轉幅度越大．
（2）根據該同學的電路圖思考下列問題：
①R₁在電路中起保護電路作用；
②當稱重計上未放物體時，滑片P指在R的最上端．則稱重計的零刻度對應電流表的示數為0.8A．

Answer 1

分析 （1）稱重計指針向右偏轉幅度越大，說明電路中的電流越大，根據歐姆定律做出解答；
（2）①假設去掉定值電阻R₁，判斷可能出現的現象，從而確定所起的作用；
②當稱重計上未放物體時，滑片在最上端，滑動變阻器和定值電阻串聯，根據歐姆定律求出電路中的電流，即為稱重計的零刻度對應電流表的示數．

解答 解：
（1）稱重計由電流表改裝而成，稱重計指針向右偏轉幅度越大，說明電路中的電流越大，根據歐姆定律可知，此時電阻變小，即車輛越重，滑動變阻器連入電路中的電阻越小；由圖可知，滑動變阻器應把滑片和下方接線柱連入電路，如下圖所示：

（2）①當車輛很重時，滑片滑到最下端，如果沒有電阻R₁，會造成電源短路，燒壞電源和電流表，所以電路中的R₁具有保護電路的作用；
②當稱重計上未放物體時，滑片在最上端，滑動變阻器的最大阻值和定值電阻串聯，
此時電路中的電流I=$\frac{U}{R+{R}_{1}}$=$\frac{24V}{10Ω+20Ω}$=0.8A，即稱重計的零刻度對應電流表的示數為0.8A．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）①保護電路；②0.8．

點評 本題考查串聯電路特點和歐姆定律的應用，正確分析電路是解題的關鍵．