某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:

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  • 解题思路:先分析图象乙得出弹簧的受到的拉力与弹簧伸长的关系;然后根据滑片移动的长度判断电压表测量滑动变阻器的电压;即可利用欧姆定律和串联电路的特点求解.

    (1)当物体的质量为1kg时,物体重力G=mg=1kg×10N/kg=10N;

    由图象知:当物体对弹簧的拉力为10N时,弹簧伸长2cm;即当弹簧受压力为10N时弹簧会缩短2cm;

    又已知滑动变阻器总电阻R=40Ω,总长度8cm可得:长1cm的变阻器的电阻为5Ω.

    则此时电压表测量的电阻为10Ω,滑动变阻器与定值电阻串联.

    电压表示数是U1=[U

    R+R0R′=

    6V/40Ω+20Ω× 10Ω=1V;

    故:电压表示数为1V.

    (2)由电压表的量程可知:当电压表的示数为3V,电子秤所测量的物体质量最大;

    由于电路中的电流不变,即I=

    U

    R+R0]=[6V/40Ω+20Ω]=0.1A;则电压表所测量的阻值:R″=[3V/0.1A]=30Ω;

    所以弹簧压缩量为6cm;

    由图象分析可知物体重30N,故能测量的最大质量为3kg.

    点评:

    本题考点: 探究弹簧测力计原理的实验;滑动变阻器的使用;欧姆定律的应用.

    考点点评: 通过此探究实验知道,弹簧测力计是测力的工具,电压表是测电压的,但它们相结合,可从电压表上测量;提高了学习的兴趣,增加了研究发明的动力.