Question

某學校科技小組設計了一臺“電子秤”，實際上是壓力測量儀，用它來稱量物體的重量，其結構原理如圖所示，P為金屬滑片固定在安放托盤的輕彈簧上，并能隨輕彈簧一起自由滑動，當托盤中不放物體時，P位于R的最上端，已知R₀=10Ω，R的最大阻值為50Ω，電源電壓為6V不變，問：
（1）圖中的重量表應該用什么電表改裝？
（2）當開關S閉合，不稱量物體的時候，通電1min電阻R消耗的電能是多少？
（3）當稱量物體重量達到最大值時，電路中的電流是多少？

Answer 1

分析：（1）由電路的結構和電表的性質(zhì)可以判定該用什么電表來充當重量表；
（2）不稱重物時，R全部接入電路，由歐姆定律可求得電流，由電功公式可求得R消耗的電能；
（3）當稱量物體重量達最大時，滑片移到最低端，R被短路，由歐姆定律可求得電流．

解答：解：（1）由圖可知，R、R₀、電表串聯(lián)，可想電表中有示數(shù)，則重量表只能由電流表充當．
（2）當不稱量時，R、R₀、電表串聯(lián)，R達最大值，由歐姆定律得：I=

U

R0+Rm

=

6V

10Ω+50Ω

=0.1A
則R上消耗的電功為W=I²Rt=（0.1A）²×50Ω×60s=30J；
（3）稱量達到最大時，滑片應滑到最底端，則電路中只有R₀，則由歐姆定律得：I=

U

R0

=

6V

10Ω

=0.6A；
答：（1）由電流表充當；（2）R上消耗的電能為30J； （3）稱量達最大時，電流為0.6A．

點評：本題考查應用物理知識解決問題的能力，本題中應首先認清電路的結構，再應用歐姆定律及電功求解．