解题思路:(1)根据题意得出最大称量时,弹簧的压缩量,并从图象中读出此时弹簧受到的压力,并且压力等于重力,利用m=
G/g]即可求出最大称量;当滑片在a端时,电路中电流最大,利用欧姆定律求出此时电路中的最大电流,根据最大电流即可确定电流表的量程.
(2)已知电源电压、电流以及R0的阻值,利用欧姆定律即可求出此时接入电路的阻值,再根据题意求出弹簧的压缩量,从图象中读出此时的压力,利用m=[G/g]即可求出此时物体的质量.
(3)根据欧姆定律表示出电流与R的关系,分析关系式即可得出电流I与电阻R不成正比,也不成反比;根据这一特点分析其方案的最大不足之处;
然后克服不足之处,即改用电压表测量电压,使电压与R成正比设计电路.
(1)当弹簧的压缩量为6cm时,称为最大称量;
由图象可知,此时弹簧所受的压力为60N,即G=F=60N,
所以 mmax=[G/g]=[60N/10N/kg]=6kg;
由图可知,当滑片P在R的a端时,电路中的电流最大,
即 Imax=[U
R0=
3V/5Ω]=0.6A;
即为电流表的最大量程为0~0.6A.
(2)当电流表的指针指在O.3A处时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R′;
由欧姆定律得:I=[U
R0+R′
0.3A=
3V/5Ω+R′]
R′=5Ω;
由题意分析可知此时弹簧的压缩量 L=[5Ω/15Ω×6cm=2cm;
由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G′=F′=20N,所以物体的质量m=
G
g]=[20N/10N/kg]=2kg.
(3)由I=[U
R0+R可知,U、R0为定值,I与R不成正比,也不成反比,即I不能随R的变化而均匀变化,故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀.如图所示
答:(1)该电子秤的最大称量是6kg;应选用的电流表最大量程是0~0.6A;
(2)当电流表表的指针指在O.3A处时,所称重物的质量是2kg;
(3)从理论上说明该方案的最大不足是表盘刻度不均匀.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;重力的计算;滑动变阻器的使用;电路图设计.
考点点评: 本题主要考查欧姆定律的应用以及滑动变阻器使用的掌握情况,本题的难点为(3)小题分析其方案的不足,只有找出不足之处,才会设计出符合要求的电路.
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