题目内容

11．某校物理兴趣小组设计了一种“电子秤”，实际上是压力测量仪，用它来称量物体的重量，其原理结构如图所示．图中A为带滑动头的金属片，B为金属板，AB间弹簧导电性能良好，电阻不计，R1=24Ω，R2是最大值为72Ω的滑动变阻器，电源电压为12V不变．问：
（1）图中的重量表应该用电流表还是电压表改装？R1的主要作用是什么？
（2）当A上没放重物时，指针刚好在R2最上端，当金属片A上放重物达到最大时，A的滑动头刚好到达R2最下端，开关S闭合时，随着重物质量增加，重量表示数怎样变化？
（3）当称量物体重量达到最大值时，R2两端的电压是多少？

分析 （1）根据重量表是串联还是并联即可判定是电压表还是电流表；
（2）重物质量增加，滑动向下移动，变阻器连入阻值变大，根据串联电路特点和欧姆定律分析判断重量表示数变化；
（3）当称量物体重力达到最大值时，R2的阻值达到最大值，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，进一步根据欧姆定律求出R2两端的电压．

解答 解：
（1）由电路图可知，重量表与滑动变阻器R2并联，电压表与被测电路并联，因此重量表是电压表；
电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中，电阻R1起保护电路的作用；
（2）串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以U2=U-U1，
重物质量增加，对弹簧压力增大，所以滑片向下移动，变阻器连入阻值变大，电路中总电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知电路中电流变小，
由U=IR可知，R1两端电压U1变小，故R2两端电压变大，即重量表示数变大；
（3）R1与R2串联，当称量物体重量达到最大值时，A的滑动头刚好到达R2最下端，滑动变阻器R2阻值全部接入电路，
此时电路中的电流为：I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{24Ω+72Ω}$=0.125A，
R2两端的电压为：U2=IR2=0.125A×72Ω=9V．
答：（1）重量表应该电压表改装，R1的主要作用是保护电路；
（2）开关S闭合时，随着重物质量增加，重量表示数变大；
（3）当称量物体重量达到最大值时，R2两端的电压是9V．

点评 本题考查了电压表的使用和串联电路的特点，及运用欧姆定律的计算．关键是会根据电表的使用方法确定电表的类型．

练习册系列答案
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19．嫦娥三号在降落月球前进入环月轨道，围绕月球做匀速圆周运动，嫦娥三号受到非平衡力作用（选填“平衡力”或者“非平衡力”），落月后，玉兔号月球车为保证行驶正常（如图），把月球车车轮设计成网格状目的是为了增大摩擦力，因为月球车落月后由于月球车受到月球的引力比地球的引力小，导致车轮与月面间的压力减小，把车轮设计成网格状通过改变接触面的粗糙程度，以保证在月面正常行驶．
6．如图所示的四种测量器具中，不能直接测量物体质量的器具是（　　）
A．
          托盘天平		B．
      电子天平		C．
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16．如图所示，弹簧测力计的示数为2.8N．
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A．落回地球B．飞向太阳C．绕地球运动D．做匀速直线运动
20．在“测量小灯泡的电功率“实验中，小灯泡标有“2.5V“字样：

（1）请将图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向右滑时，电路中电流变小（导线不允许交叉）． 
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数、电流表指针几乎没有偏转，造成这种现象的原因可能是灯泡断路．
（3）排除故障后，改变滑动变阻器滑片的位置，测得几组对应的电压与电流值，作出了图乙所示的U-I图象．从图象可知小灯泡的额定功率是0.625w，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；从图象还可以发现通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，造成这种现象的原因是增大；灯丝的电阻随温度升高而增大；（4）0.38；11.9．．
（4）实验结束后，老师给同学们一个100的定值电阻R0和两只电流表，让他们测出标有“3.8V“字样的小灯泡正常发光时的电阻，电路图如丙所示．闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表的示数为0.38A，此时小灯泡正常发光，电流表A2的示数如图丁所示，则小灯泡正常发光时的电阻是11.9Ω．（保留一位小数）．
10．用图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω．

（1）用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图乙电路连接完整；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态；
（3）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是B．（填序号）
A．小灯泡短路      B．小灯泡断路     C．电流表接触不良      D．电流表短路
（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图丙所示，此时小灯泡两端的电压为2.2V．若要测量小灯泡的额定功率，应将图乙中滑动变阻器的滑片P向D（选填“C”或“D”）端移动，使电压表的示数为2.5V．根据该组同学实验得到的I-U图象（图丁所示）信息，小灯泡的额定功率为0.55W．
（5）假如电压表已经损坏，要测出小灯泡的额定功率，小明同学向老师借了一个阻值为R0=10Ω电阻和一个电流表两个开关，借助部分现有的实验器材，也完成了该实验．请你在图戊中画出小明可能设计的电路图．电功率的表达式为2.5V×（I并-0.25A）．

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