Question

某學(xué)校科技小組設(shè)計(jì)了一臺(tái)“電子秤”，實(shí)際上是壓力測(cè)量?jī)x，用它來(lái)稱(chēng)量物體的重量，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，P為金屬滑片固定在安放托盤(pán)的輕彈簧上，并能隨輕彈簧一起自由滑動(dòng)，當(dāng)托盤(pán)中不放物體時(shí)，P位于R的最上端，已知R₀=10Ω，R的最大阻值為50Ω，電源電壓為6V不變，問(wèn)：
（1）圖中的重量表應(yīng)該用什么電表改裝？
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱(chēng)量物體的時(shí)候，通電1min電阻R消耗的電能是多少？
（3）當(dāng)稱(chēng)量物體重量達(dá)到最大值時(shí)，電路中的電流是多少？

Answer 1

分析：（1）由電路的結(jié)構(gòu)和電表的性質(zhì)可以判定該用什么電表來(lái)充當(dāng)重量表；
（2）不稱(chēng)重物時(shí)，R全部接入電路，由歐姆定律可求得電流，由電功公式可求得R消耗的電能；
（3）當(dāng)稱(chēng)量物體重量達(dá)最大時(shí)，滑片移到最低端，R被短路，由歐姆定律可求得電流．

解答：解：（1）由圖可知，R、R₀、電表串聯(lián)，可想電表中有示數(shù)，則重量表只能由電流表充當(dāng)．
（2）當(dāng)不稱(chēng)量時(shí)，R、R₀、電表串聯(lián)，R達(dá)最大值，由歐姆定律得：I=

U

R0+Rm

=

6V

10Ω+50Ω

=0.1A
則R上消耗的電功為W=I²Rt=（0.1A）²×50Ω×60s=30J；
（3）稱(chēng)量達(dá)到最大時(shí)，滑片應(yīng)滑到最底端，則電路中只有R₀，則由歐姆定律得：I=

U

R0

=

6V

10Ω

=0.6A；
答：（1）由電流表充當(dāng)；（2）R上消耗的電能為30J； （3）稱(chēng)量達(dá)最大時(shí)，電流為0.6A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查應(yīng)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的能力，本題中應(yīng)首先認(rèn)清電路的結(jié)構(gòu)，再應(yīng)用歐姆定律及電功求解．