Question

如圖甲所示是某電子秤原理圖．托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動(dòng)，R是一根長x₀＝10cm的均勻電阻絲．空盤時(shí)，滑片P位于R的最上端，稱量最大值時(shí)，滑片P位于R的最下端，R最大阻值R_m＝40Ω，電源電壓恒為3v．請(qǐng)完成以下問題解答：

（1）圖甲中的“質(zhì)量表”用       表改裝；R₀在電路中的作用是       ；
（2）空盤時(shí)，閉合開關(guān)S，電路電流為0.3A，求R₀的阻值；
（3）稱量最大質(zhì)量時(shí)，求電路消耗的總功率；
（4）已知該彈簧壓縮的長度ΔL與所受壓力F的關(guān)系如圖乙所示．開關(guān)S閉合后，在托盤中放入重為G的物體時(shí)（G＜50N），求R接入電路的阻值（結(jié)果用含G、x₀、R_m的代數(shù)式表示）．

Answer 1

（1）電流；保護(hù)電路（或限制電流不過大）（2）50Ω；（3）0.18W（4）

試題分析：（1）因質(zhì)量表在電路中串聯(lián)，所以質(zhì)量表一定是電流改裝而成，為防止稱量質(zhì)量為零時(shí)，電流表示數(shù)過大燒壞電流表或電源，在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R₀，保護(hù)電路（或限制電流不過大）；（2）空盤時(shí)，滑片P位于R的最上端，R的阻值為零，R₀＝U_總/I＝3v/0.3A＝10Ω（3）稱量最大質(zhì)量時(shí)，R₀與R_m串聯(lián)，R_總＝R₀＋R_m＝10Ω＋40Ω＝50Ω；P_總=U_總²/R_總=（3v）²/50Ω="0.18W" （4）由圖像可知F＝5ΔLN/cm，當(dāng)托盤中放入重為G的物體時(shí)，G=5ΔLN/cm，ΔL=（0.2cm/N）G由題意可知，R接入電路中的阻值與彈簧的壓縮長度ΔL的關(guān)系為R＝（R_m/x₀）ΔL，即：R＝（R_m/x₀）（0.2cm/N）G＝