Question

【題目】如圖甲所示是某電子稱原理圖．托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動，R是一根長X0=10cm的均勻電阻絲．空盤時，滑片P位于R的最上端，稱量最大值時，滑片P位于R的最下端．R最大阻值Rm=40Ω，電源電壓恒為3V．請完成以下問題解答：
（1）圖甲中的“質(zhì)量表”用表改裝；R0在電路中的作用是；
（2）空盤時，閉合開關(guān)S，電路電流為0.3A，求R0的阻值；
（3）稱量最大質(zhì)量時，求電路消耗的總功率；
（4）已知該彈簧壓縮的長度△L與所受壓力F的關(guān)系如圖乙所示．開關(guān)S閉合后，在托盤中放入重為G的物體時（G＜50N），求R接入電路的阻值（結(jié)果用含G、x0、Rm的代數(shù)式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）電流；保護電路
（2）解：空盤時，電路為R0的簡單電路，

由歐姆定律可得：

R0= = =10Ω；

（3）解：稱量最大質(zhì)量時，電阻R0與R的最大阻值串聯(lián)，

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴電路消耗的總功率：

P= = =0.18W；

（4）解：由圖象可知，k= = cm/N，

當(dāng)放入重為G的物體時，彈簧被壓縮的長度：

△L1= ，

∵電阻絲是均勻的，連入電路中R的阻值與接入的電阻絲長度成正比，

∴R=△L1× = × =k ，k= cm/N．

【解析】解：（1）由電路圖可知，質(zhì)量表串聯(lián)在電路中，所以是由電流表改裝的； 由圖知，空盤時，電路為R0的簡單電路，可以防止滑片引起的短路，從而起到保護電路的作用；
答：（1）電流；保護電路；（2）R0的阻值為10Ω；（3）稱量最大質(zhì)量時，電路消耗的總功率為0.18W；（4）R接入電路的阻值為k ，k= cm/N．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用和電阻的串聯(lián)是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電阻的串聯(lián)有以下幾個特點：（指R1，R2串聯(lián)） 1、電流：I=I1=I2（串聯(lián)電路中各處的電流相等） 2、電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） 3、 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個阻值相同的電阻串聯(lián)，則有R總=nR 4、分壓作用：U1:U2=R1:R2．