Question

如图甲所示是某电子秤原理图．托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根长x₀＝10cm的均匀电阻丝．空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端，R最大阻值R_m＝40Ω，电源电压恒为3v．请完成以下问题解答：

（1）图甲中的“质量表”用       表改装；R₀在电路中的作用是       ；
（2）空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3A，求R₀的阻值；
（3）称量最大质量时，求电路消耗的总功率；
（4）已知该弹簧压缩的长度ΔL与所受压力F的关系如图乙所示．开关S闭合后，在托盘中放入重为G的物体时（G＜50N），求R接入电路的阻值（结果用含G、x₀、R_m的代数式表示）．

Answer 1

（1）电流；保护电路（或限制电流不过大）（2）50Ω；（3）0.18W（4）

试题分析：（1）因质量表在电路中串联，所以质量表一定是电流改装而成，为防止称量质量为零时，电流表示数过大烧坏电流表或电源，在电路中串联一个电阻R₀，保护电路（或限制电流不过大）；（2）空盘时，滑片P位于R的最上端，R的阻值为零，R₀＝U_总/I＝3v/0.3A＝10Ω（3）称量最大质量时，R₀与R_m串联，R_总＝R₀＋R_m＝10Ω＋40Ω＝50Ω；P_总=U_总²/R_总=（3v）²/50Ω="0.18W" （4）由图像可知F＝5ΔLN/cm，当托盘中放入重为G的物体时，G=5ΔLN/cm，ΔL=（0.2cm/N）G由题意可知，R接入电路中的阻值与弹簧的压缩长度ΔL的关系为R＝（R_m/x₀）ΔL，即：R＝（R_m/x₀）（0.2cm/N）G＝