Question

某学校科技小组设计了一台“电子秤”，实际上是压力测量仪，用它来称量物体的重量，其结构原理如图所示，P为金属滑片固定在安放托盘的轻弹簧上，并能随轻弹簧一起自由滑动，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端，已知R₀=10Ω，R的最大阻值为50Ω，电源电压为6V不变，问：
（1）图中的重量表应该用什么电表改装？
（2）当开关S闭合，不称量物体的时候，通电1min电阻R消耗的电能是多少？
（3）当称量物体重量达到最大值时，电路中的电流是多少？

Answer 1

分析：（1）由电路的结构和电表的性质可以判定该用什么电表来充当重量表；
（2）不称重物时，R全部接入电路，由欧姆定律可求得电流，由电功公式可求得R消耗的电能；
（3）当称量物体重量达最大时，滑片移到最低端，R被短路，由欧姆定律可求得电流．

解答：解：（1）由图可知，R、R₀、电表串联，可想电表中有示数，则重量表只能由电流表充当．
（2）当不称量时，R、R₀、电表串联，R达最大值，由欧姆定律得：I=

U

R0+Rm

=

6V

10Ω+50Ω

=0.1A
则R上消耗的电功为W=I²Rt=（0.1A）²×50Ω×60s=30J；
（3）称量达到最大时，滑片应滑到最底端，则电路中只有R₀，则由欧姆定律得：I=

U

R0

=

6V

10Ω

=0.6A；
答：（1）由电流表充当；（2）R上消耗的电能为30J； （3）称量达最大时，电流为0.6A．

点评：本题考查应用物理知识解决问题的能力，本题中应首先认清电路的结构，再应用欧姆定律及电功求解．