某物理興趣小組為了自制一臺電子秤,進(jìn)行了下列探究活動(dòng):
(一)研究彈簧的特性.
他們做了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了彈簧伸長量x與拉力F的關(guān)系圖象如圖乙所示.
(二)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.
設(shè)計(jì)原理圖如圖丙所示.將變阻器滑動(dòng)片P和托盤固定在彈簧上端,用柔軟的導(dǎo)線將變阻器滑動(dòng)片P與電壓表的一個(gè)接線柱連接,利用量程為3V的電壓表(電壓表刻度盤如圖丁)的示數(shù)來指示物體的質(zhì)量.已知彈簧壓縮量與壓力的關(guān)系符合圖乙所示圖線.托盤與彈簧的質(zhì)量均不計(jì).當(dāng)盤中沒有放物體時(shí),電壓表示數(shù)剛好為零.
(三)分析與計(jì)算.
已知滑動(dòng)變阻器總電阻R=40Ω、總長度8cm.電源電壓恒為6V,定值電阻R
0=20Ω.不計(jì)摩擦,彈簧始終在彈性限度內(nèi),g=10N/kg.試求:
(1)當(dāng)物體的質(zhì)量為1kg時(shí),電壓表的示數(shù)是多少伏?
(2)該電子秤能測量的最大質(zhì)量是多大?