Question

【题目】如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Rm=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、Rm的代数式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）电流；保护电路
（2）解：空盘时，电路为R0的简单电路，

由欧姆定律可得：

R0= = =10Ω；

（3）解：称量最大质量时，电阻R0与R的最大阻值串联，

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

∴电路消耗的总功率：

P= = =0.18W；

（4）解：由图象可知，k= = cm/N，

当放入重为G的物体时，弹簧被压缩的长度：

△L1= ，

∵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，

∴R=△L1× = × =k ，k= cm/N．

【解析】解：（1）由电路图可知，质量表串联在电路中，所以是由电流表改装的； 由图知，空盘时，电路为R0的简单电路，可以防止滑片引起的短路，从而起到保护电路的作用；
答：（1）电流；保护电路；（2）R0的阻值为10Ω；（3）称量最大质量时，电路消耗的总功率为0.18W；（4）R接入电路的阻值为k ，k= cm/N．
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用和电阻的串联是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电阻的串联有以下几个特点：（指R1，R2串联） 1、电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） 2、电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） 3、 电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR 4、分压作用：U1:U2=R1:R2．