Question

图甲所示是某电子称原理图。托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根长x₀=10cm的均匀电阻丝。空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端。R最大阻值R_m=40Ω，电源电压恒为3V。请完成以下问题解答：

（1）图甲中的“质量表”用        表改装；R₀在电路中的作用是             ；
（2）空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3A，求R₀的阻值；
（3）称量最大质量时，求电路消耗的总功率；
（4）已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如图乙所示。开关S闭合后，在托盘中放入重为G的物体时(G＜50N），求R接入电路的阻值（结果用含G、x₀、R_m的代数式表示）。

Answer 1

（1）电流（1分）；限流、保护电路、防止电路短路等亦可   （2分）。
（2）空盘时，R连入电路中的阻值为零，R₀的电阻为R₀==10Ω    （3分）
（3）称量最大质量时，R与R₀串联，R_总=R+R₀=50Ω。消耗的总功率为P==0.18W（3分）
（4）图像表明k=cm/N，当放入重为G的物体时，弹簧被压缩的长度△L₁=，
因为电阻丝是均匀的，连入电路中R的阻值与接入的电阻丝长度成正比，
所以R=△L₁=×=k(k=cm/N)（3分）

解析