某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:
(一)研究弹簧的特性.
他们做了如图甲所示的实验,根据实验数据作出了弹簧伸长量x与拉力F的关系图象如图乙所示.
(二)设计实验方案.
设计原理图如图丙所示.将变阻器滑动片P和托盘固定在弹簧上端,用柔软的导线将变阻器滑动片P与电压表的一个接线柱连接,利用量程为3V的电压表(电压表刻度盘如图丁)的示数来指示物体的质量.已知弹簧压缩量与压力的关系符合图乙所示图线.托盘与弹簧的质量均不计.当盘中没有放物体时,电压表示数刚好为零.
(三)分析与计算.
已知滑动变阻器总电阻R=40Ω、总长度8cm.电源电压恒为6V,定值电阻R
0=20Ω.不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内,g=10N/kg.试求:
(1)当物体的质量为1kg时,电压表的示数是多少伏?
(2)该电子秤能测量的最大质量是多大?