Question

3．某高速公路收費站對過往的超載貨車實施計重收費，小明同學結合所學的物理知識設計了如圖所示的稱重表原理圖，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動，R是一根均勻電阻絲．沒有稱重時，滑片P位于R的最上端，R為最大阻值R=40Ω；稱重最大質(zhì)量時，滑片P位于R的最下端，R為最小阻值R=0Ω．電源電壓恒為3V．請完成以下問題解答：
（1）圖中的“稱重表”用電流表改裝；
（2）稱重最大質(zhì)量時，閉合開關S，電路電流為0.3A，求R₁的阻值；
（3）沒有稱重時，閉合開關S，求電路中的電流．

Answer 1

分析 （1）分析電路圖，根據(jù)稱重表在電路的連接情況判斷是電流表還是電壓表；
（2）稱重最大質(zhì)量時，滑片P位于R的最下端，由此分析電路，由歐姆定律計算R₁的阻值；
（3）沒有稱重時，滑片P位于R的最上端，由此分析電路，利用歐姆定律計算電路中電流．

解答 解：
（1）由圖知，稱重表串聯(lián)在電路中，所以它是用電流表改裝成的；
（2）由題知，稱重最大質(zhì)量時，滑片P位于R的最下端，R為最小阻值R=0Ω，電路中只有R₁連入電路，
由I=$\frac{U}{R}$可得R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
（3）由題知，沒有稱重時，滑片P位于R的最上端，此時R與R₁串聯(lián)，
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得電路中電流：
I=$\frac{U}{{R}_{最大}+{R}_{1}}$=$\frac{3V}{40Ω+10Ω}$=0.06A．
答：（1）電流；（2）R₁的阻值為10Ω；（3）沒有稱重時，閉合開關S，電路中的電流0.06A．

點評 本題考查串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應用，正確分析電路是解題的關鍵．