题目内容

【题目】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.

(1)如图甲所示是首饰店的电子秤,将手镯放在电子秤的托盘上,液晶屏显示如图,则手镯的质量为____g.测量前,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)如图乙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,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.

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丙所示的电路.当托盘放上物体时,电压表示数将______(选填“不变”、“变小”或“变大”),当物体的质量均匀变化时,电压表的示数将______(选填“均匀”或“不均匀”)变化.已知,U0=6V,R=10Ω,试求:电路在1min内消耗的电能为多少 ___________ J?

若考虑托盘自身的质量,简化电路如图丁所示,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mP1、P2间电压U的函数关系式m=______(用本小题的已知量表示)

【答案】 25.230 偏小 变大 均匀 216J C m=kUL/(gU0)

【解析】(1)如图甲所示是首饰店的电子秤,将手镯放在电子秤的托盘上,液晶屏显示如图,则手镯的质量为25.230 g,物体放在水平面时,压力等于重力,若电子秤的底板没有调水平,

压力小于重力,所以测得的质量将偏小。

(2)弹簧处于原长时P1刚好指向A端,此时电压表示数为零,当托盘放上物体时,P1向下运动,电阻变大,根据串联电路分压原理,所以电压表示数将变大;当物体的质量均匀变化时,因为AB为一均匀的滑动变阻器,所以电压表的示数将均匀变化;已知,U0=6V,R=10Ω,试求:电路在1min内消耗的电能为

(3)若考虑托盘自身的质量,简化电路如图丁所示,这时应把P2调节到C点进行校零.因为托盘自身有质量,P1就不在A点了,而是到了C点;校准零点后,托盘上放上质量为m的物体后,与P1相连的金属细杆受到压力与弹簧拉力作用而平衡,,P1、P2间的距离,由欧姆定律可知,P1、P2间的电压,则

故答案为:(1). 25.230 (2). 偏小 (3). 变大 (4). 均匀 (5). 216J (6). C (7).

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