Question

【题目】小明发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电阻，下图为他所连的实验电路。

(1)经检查发现电路接线有错误，小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验。请在他接错的导线上打上“×”，并改正。

（______）

(2)实验时，小雨移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图所示。则该小灯泡的额定电流为_____A，正常发光时的功率为_____W。

(3)电子秤在生活中被广泛应用，有测量精度高、使用寿命长、可锁定显示、读数方便、能够进行自动化控制等优点。如图甲所示是某一型号电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑动变阻器，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，与P1相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆MN上保持水平状态上下运动，P2为校零滑片，调好后就保持不动，金属细杆与托盘相连，金属细杆所受重力忽略不计。弹簧处于原长时P1刚好指向A端，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小。

①若电子秤的底板没有调水平，则测得的质量将_____（选填“偏小”、“偏大”、“不变”或“无法判断”）。

②若托盘自身的质量忽略不计，原理示意图可以简化看成如图乙所示的电路；若考虑托盘自身的质量，简化电路如图丙所示，这时应把P2调节到_____点（选填“A”、“B”或“C”）进行校零。校准零点后，将被测量物体放在托盘上。已知电源电压为U0，弹簧的弹力与伸长成正比（系数为k），电阻总长为L，试推导出被称物体的质量m与P1、P2间电压U的函数关系式m=_____（用本小题的已知量表示）。

Answer 1

【答案】 0.3 1.14 偏小 C

【解析】

(1)[1]原电路中，将变阻器的上面两个接线柱连入了电路中是错误的(连入电路中的电阻0)，应将变阻器的最大电阻接入电路中，将如下所示：

(2)[2][3]实验时，小雨移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则该小灯泡的额定电流为0.3A，正常发光时的功率为

P=UI=3.8V×0.3A=1.14W

(3)①[4]正常情况下，被测物体对托盘的压力大小等于物体的重力大小；若电子秤的底板没有调水平，则被测物体对托盘的压力大小小于物体的重力大小，由甲图的结构可知，金属细杆下滑的距离变小，若P1、P2间出现电压变小，故测得的质量将偏小。

②[5][6]托盘自身受到重力，会将P1向下压，故应将P2也向下移动，使P1、P2处于同一位置，电压表示数才能为0。所以应把P2调节到C点进行校零。校准零点后，将被测量物体放在托盘上。已知电源电压为U0，因电压表接在滑片上，故电流全部流过R，由欧姆定律，电路中的电流

因弹簧的弹力与伸长成正比(系数为k)，故将质量为m的物体放在托盘中，形变量为

因电阻总长为L，故此时电压表所测电阻的大小为

由欧姆定律，电压表示数

故物体的质量m与P1、P2间电压U的函数关系式为