Question

3．某高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，小明同学结合所学的物理知识设计了如图所示的称重表原理图，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根均匀电阻丝．没有称重时，滑片P位于R的最上端，R为最大阻值R=40Ω；称重最大质量时，滑片P位于R的最下端，R为最小阻值R=0Ω．电源电压恒为3V．请完成以下问题解答：
（1）图中的“称重表”用电流表改装；
（2）称重最大质量时，闭合开关S，电路电流为0.3A，求R₁的阻值；
（3）没有称重时，闭合开关S，求电路中的电流．

Answer 1

分析 （1）分析电路图，根据称重表在电路的连接情况判断是电流表还是电压表；
（2）称重最大质量时，滑片P位于R的最下端，由此分析电路，由欧姆定律计算R₁的阻值；
（3）没有称重时，滑片P位于R的最上端，由此分析电路，利用欧姆定律计算电路中电流．

解答 解：
（1）由图知，称重表串联在电路中，所以它是用电流表改装成的；
（2）由题知，称重最大质量时，滑片P位于R的最下端，R为最小阻值R=0Ω，电路中只有R₁连入电路，
由I=$\frac{U}{R}$可得R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
（3）由题知，没有称重时，滑片P位于R的最上端，此时R与R₁串联，
由串联电路特点和欧姆定律可得电路中电流：
I=$\frac{U}{{R}_{最大}+{R}_{1}}$=$\frac{3V}{40Ω+10Ω}$=0.06A．
答：（1）电流；（2）R₁的阻值为10Ω；（3）没有称重时，闭合开关S，电路中的电流0.06A．

点评 本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，正确分析电路是解题的关键．