Question

小明同學(xué)觀察了市場(chǎng)上的“測(cè)重儀”后，畫(huà)出了如圖所示的原理圖．A為托盤(pán)，P為金屬滑片且固定在托盤(pán)下得輕質(zhì)彈簧上，并能隨輕質(zhì)彈簧一起上下滑動(dòng)，當(dāng)托盤(pán)中不放物體時(shí)，P位于R的最上端．已知R₀=5Ω，R的最大阻值為25Ω，電源電壓恒為3V．問(wèn)：
（1）圖中的質(zhì)量表用什么電表改裝較為合適．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱(chēng)量物體時(shí)，通電1min電阻R消耗的電能是多少？
（3）若稱(chēng)量質(zhì)量為m的物體時(shí)，滑片P被下壓五分之一的長(zhǎng)度，那么，小明設(shè)計(jì)的“測(cè)重儀”能稱(chēng)量物體的質(zhì)量最大是多少？（“測(cè)重儀”的刻度是均勻的）

Answer 1

分析：（1）電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電路中，根據(jù)電路圖判斷質(zhì)量表是電壓表還是電流表；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱(chēng)量物體時(shí)，R₀與R的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)W=UIt=I²Rt求出電阻R消耗的電能；
（3）根據(jù)題意和彈簧測(cè)力計(jì)的原理得出“測(cè)重儀”能稱(chēng)量物體的最大質(zhì)量．

解答：解：（1）由電路圖可知，質(zhì)量表串聯(lián)在電路中應(yīng)用電流表改裝較合適；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱(chēng)量物體時(shí)，R₀與R的最大阻值串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流：
I=

U

R+R0

=

3V

25Ω+5Ω

=0.1A，
通電1min電阻R消耗的電能：
W=I²Rt=（0.1A）²×25Ω×60s=15J；
（3）由彈簧測(cè)力計(jì)可知，彈簧壓力與彈簧的縮短（變化）量成正比，則有：

Mg

mg

=

5

1

，
∴M=5m．
答：（1）圖中的質(zhì)量表用電流表改裝較為合適；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱(chēng)量物體時(shí)，通電1min電阻R消耗的電能是15J；
（3）小明設(shè)計(jì)的“測(cè)重儀”能稱(chēng)量物體的質(zhì)量最大是5m．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電表的使用和串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的計(jì)算，關(guān)鍵是根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的原理得出測(cè)重儀的最大稱(chēng)重．