在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量.如图13所示.为电子秤的原理图.托盘和弹簧的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接.当托盘中没有放物体时.电压表示数为零.设变阻器的总电阻为R.总长度为l.电源电动势为E.内阻为r.限流电阻的阻值为R0.弹簧劲度系数为k.不计一切摩擦和其他阻力.电压表为理想表.当托盘上放上某物体时. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，如图13所示，为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零.设变阻器的总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R₀，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想表，当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量.

解：设托盘上放上质量为m的物体时，弹簧的压缩量为x，由题设知mg=kx

x= ① (3分)

由全电路欧姆定律知：I= ② (3分)

U=I·R′=I· ③ (3分)

联立①②③求解得m=U (4分)

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我们合理简化问题，设电子与原子碰撞前原子是静止的，原子质量比电子质量大很多，碰撞后，原子虽然稍微被碰动，但忽略这一能量损失，设原子未动（即忽略电子与原子碰撞过程中，原子得到的机械能）.实验表明，在一定条件下，有些电子与原子碰撞后没有动能损失,电子只改变运动方向.有些电子与原子碰撞时要损失动能，所损失的动能被原子吸收，使原子自身体系能量增大，

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(2)当电子枪射出的电子动能E_k=50.0 eV时，改变电压U（V），测出电流I（A），得出下图所示的I—U图线，图线表明，当电压U为5.00 V、2.88 V、2.72 V、2.64 V时，电流出现峰值，定性分析论述I—U图线的物理意义.

(3)根据上述实验结果求出氦原子三个激发态的能级E_n（eV），设其基态E₁=0.

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