Question

学习了电学相关知识后，学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤．图1是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池（2节）；A是电流表（电子秤示数表盘）；R₀是定值电阻（5Ω）；R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝．c是一根弹簧，其所受压力F与压缩量△L的关系如图2所示（塑料盘的重力不计，g取10N／kg，制作时，调整弹簧的长度，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端．
（1）该电子秤的最大称量是多大．应选用的电流表最大量程是多少．
（2）当电流表的指针指在0.3A处时，所称重物的质量是多少．
（3）从理论上说明该方案的最大不足，画出你的设计原理图．

Answer 1

解：
（1）当弹簧的压缩量为6cm时，称为最大称量
由图像可知，此时弹簧所受的压力为60N，所以m_最大===6kg
由图可知，当滑片P在R的a端时，电路中的电流最大
I_最大===0.6A，即为电流表的最大量程
（2）设此时滑动变阻器连入电路中的阻值为R'，由欧姆定律得：I=
代入数据得：R'=5Ω
由题意f分析可知此时弹簧的压缩量为2cm
由图像可知，此时弹簧所受的压力为20N，所称物体的质量为2kg
（3）由I=可知，U、R₀为定值，I与R不成正比，即I不能随R的变化而均匀变化，故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀
设计原理图如图所示