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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/cm0.511.522.533.544.55
F/N5101520253035404550


【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=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=U-U=3V-1V=2V,R==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
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(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 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
F/N 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

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(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/cm0.511.522.533.544.55
F/N5101520253035404550


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(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/cm0.511.522.533.544.55
F/N5101520253035404550


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(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/cm0.511.522.533.544.55
F/N5101520253035404550


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