Question

如图所示是小星利用所学物理知识设计的电子秤的示意图．托盘、弹簧上端和金属滑片P固定在一起，定值电阻R=5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，电阻R=20Ω，电源电压U=3V，电流表量程为0～0.6A．（弹簧的电阻不计，P与R间摩擦不计，g取10N/kg）求：
（1）在托盘中无物体时，使金属滑片P处于R最上端，闭合开关后，电流表读数为多少？
（2）已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如下表所示．开关S闭合后，当电流表指针指在0.2A处时，托盘中物体的质量为多少？

△L/cm		0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	5
F/N		5	10	15	20	25	30	35	40	45	50

Answer 1

【答案】分析：分析滑片P在最上端（电阻全连入为20Ω ）时的电路组成（R和R串联），利用欧姆定律求解，若知道电流表的示数，根据欧姆定律可求R连入的阻值再根据下表找出拉力大小．
解答：解：（1）在托盘中无物体时，P处于R最上端，R=20Ω，R=5Ω，R_总=R+R=20Ω+5Ω=25Ω，
电流表示数：I==0.12A．
（2）当I′=0.2A时，U=I′R=0.2A×5Ω=1V．U_变=U-U=3V-1V=2V，R_变==10Ω，电阻线的长度
L=×5cm=2.5cm．当L=2.5cm时，查表压力：F=25N，托盘物体的质量：m===2.5kg．
答：（1）在托盘中无物体时，使金属滑片P处于R最上端，闭合开关后，电流表读数为0.12A
（2）开关S闭合后，当电流表指针指在0.2A处时，托盘中物体的质量为2.5kg
点评：理解由于滑片的移动，当连入电阻最小时，电流表的示数最大；当连入电阻最大时，电流表的示数最小，会在不同状态下（P处于R最上端、当电流表指针指在0.2A）利用欧姆定律求解是关键