在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发,自行设计了一个电子秤,其原理如图2所示,他试图用电压表(图中暂没画出)的

1个回答

  • 解题思路:(1)先利用G=mg求出物体的重力;再用作用力和反作用力的关系,求出物体对托盘的压力;最后用弹簧的弹力与伸长量成正比,求出滑动触头向下移动多大的距离即可.

    (2)联系所学:电压表必须并联到被测物体上和题意滑动触头指在最上端时,电压表的示数为零的要求,即可画出电压表的位置.

    (3)先求此时滑动变阻器的电阻值,再由欧姆定律求出串联的电流,最后求滑片P上方电阻丝两端的电压,即可得到表达式.

    (1)物体所受的重力为G=mg,

    由作用力和反作用力的关系可知,物体对托盘的压力F=G=mg,

    由对托盘每施加1N的压力,弹簧的长度就会缩短a,可知弹簧的弹力与伸长量成正比.

    所以滑动触头向下移动的距离△L=mga

    (2)电压表在使用时必须并联到被测物体上,且滑动触头指在最上端时,电压表的示数为零;所以符合要求的电压表位置如图:

    (3)测物体质量为m时,滑动变阻器滑片P上方电阻丝的电阻值为:

    R′=[△L/L]R=[mga/L]R,

    由图可知:电阻R0和滑动变阻器串联,

    由欧姆定律得,电路中的电路:

    I=[U

    R总=

    U

    R+R0,

    滑片P上方电阻丝两端的电压,即电压表的示数为:

    U′=IR′=

    U

    R+R0×

    mga/L]R=

    mgaUR

    LR+LR0.

    答:(1)质量为m的物体,可使滑动触头向下移动的距离为mga;

    (2)电压表的位置如图;

    (3)电压表的示数U与待测物体质量m之间的关系式为U′=

    mgaUR

    LR+LR0.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;力作用的相互性;滑动变阻器的使用.

    考点点评: 本题考查了:(1)弹簧的弹力与伸长量成正比理解和应用,以及重力和压力的关系;

    (2)电压表的正确使用必须并联到被测物体上;

    (3)欧姆定律的应用.

相关问题