题目内容
如图甲所示，是电子体重测量仪的原理图，其中金属弹簧上端和滑动变阻器R′（最大阻值为30Ω）的滑片焊接在一起，下端与电压表的一端及开关连接．R0为保护电阻，其阻值为6Ω．重力大小可以通过电压表示数来转换，电源电压恒定为9V．人对平台的压力F与变阻器接入电路的阻值R接之间的关系如图乙所示．（g取10N/㎏）
（1）当质量为60kg的学生双脚站立在测量仪平台上时，人的双脚与平台接触的总面积为500cm2，求此时人对平台的压强．
（2）当测量质量为60kg的中学生体重时，滑动变阻器消耗的电功率是多少？
（3）电压表表盘上示数为3V的刻度线处应标多少kg？
（1）当质量为60kg的学生双脚站立在测量仪平台上时，人的双脚与平台接触的总面积为500cm2，求此时人对平台的压强．
（2）当测量质量为60kg的中学生体重时，滑动变阻器消耗的电功率是多少？
（3）电压表表盘上示数为3V的刻度线处应标多少kg？
分析：（1）学生对平台的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，根据压强公式求出此时人对平台的压强．
（2由乙图读出学生对平台的压力对应滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率．
（3）由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据电压表示数为3V时电路中的电流，进一步求出R接的大小，然后从图中读出F的大小，压力等于重力，再利用重力公式即可求出质量．
（2由乙图读出学生对平台的压力对应滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率．
（3）由电路图可知，R0与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据电压表示数为3V时电路中的电流，进一步求出R接的大小，然后从图中读出F的大小，压力等于重力，再利用重力公式即可求出质量．
解答：解：（1）人对平台的压力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
人对平台的压强：
p=
=
=1.2×104Pa；
（2）F=600N时，变阻器接入电路的阻值为12Ω，
此时电路中的电流：
I′=
=
=0.5A，
滑动变阻器消耗的电功率：
P′=I′2R接=（0.5A）2×12Ω=3W．
（3）当电压表表盘上示数为3V时，电路中的电流：I″=
=
=1A，
滑动变阻器接入电路的电阻：R″=
=
=3Ω，根据图乙可知，此时平台受到的压力F=150N，
故电压表表盘上示数为3V的刻度线处应标的质量：m=
=
=15kg．
答：（1）人对平台的压强1.2×104Pa；
（2）当测量质量为60kg的中学生体重时，滑动变阻器消耗的电功率是3W；
（3）电压表表盘上示数为3V的刻度线处应标3kg．
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
人对平台的压强：
p=
| F |
| S |
| 600N |
| 5×10-2m2 |
（2）F=600N时，变阻器接入电路的阻值为12Ω，
此时电路中的电流：
I′=
| U总 |
| R0+R接 |
| 9V |
| 6Ω+12Ω |
滑动变阻器消耗的电功率：
P′=I′2R接=（0.5A）2×12Ω=3W．
（3）当电压表表盘上示数为3V时，电路中的电流：I″=
| U总-U″ |
| R0 |
| 9V-3V |
| 6Ω |
滑动变阻器接入电路的电阻：R″=
| U″ |
| I″ |
| 3V |
| 1A |
故电压表表盘上示数为3V的刻度线处应标的质量：m=
| G |
| g |
| 150N |
| 10N/kg |
答：（1）人对平台的压强1.2×104Pa；
（2）当测量质量为60kg的中学生体重时，滑动变阻器消耗的电功率是3W；
（3）电压表表盘上示数为3V的刻度线处应标3kg．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算以及压强的计算，关键是公式和规律的灵活运用并能从图象中得出有用的信息．
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