Question

11．如图甲是电子秤结构图，当S闭合后可以测量物体重量．秤盘内不放物体时，滑片P在最上端A点，当秤盘中放物体时滑片P向下移动，不计秤盘的质量及弹簧的电阻，定值电阻R₀=10Ω，AB是一根长5cm的均匀电阻丝，其阻值R₁=50Ω（电阻的大小与长度成正比），电源电压U=6V．

（1）请说明R₀的作用是什么？
（2）当秤盘中不放物体时，闭合开关，电路中电流多大？
（3）已知弹簧长度变化值与它所受的压力的关系如图乙所示，通过计算说明，电路中电流为0.2A时，放在秤盘中物体重量多大？

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，如果没有R₀，当拉力过大使AB电阻丝接入电路的电阻过小，电路中电流过大可能烧坏电流表；
（2）由电路图可知滑片P处于A端，R₀与R₁串联，根据电阻的串联和欧姆定律即可求出电路电流；
（3）计算当电流为0.2A时变阻器接入电路中的电阻，对照表格数据计算．

解答 解：（1）电路中连入R₀的目的是对电流表起保护作用，防止当P移动到B端时电流表被烧坏；
（2）由电路图可知滑片P处于A端，R₀与R₁串联，
由电阻的串联特点可知：R=R₀+R₁=10Ω+50Ω=60Ω，
由欧姆定律得：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A；
（3）当I′=0.2A时，U₀=I′R₀=0.2A×10Ω=2V．U_变=U-U₀=6V-2V=4V，R_变=$\frac{{U}_{变}}{I'}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，
电阻线接入电路中的长度L=$\frac{20Ω}{50Ω}$×5cm=2cm．△L=L_总-L=5cm-2cm=3cm时，查表压力：F=300N，
放在秤盘中物体重量：G=F=300N．．
答：（1）电路中连入R₀的目的是对电流表起保护作用，防止当P移动到B端时电流表被烧坏；
（2）在托盘中无物体时，使金属滑片P处于R最上端，闭合开关后，电流表读数为0.1A；
（3）开关S闭合后，电路中电流为0.2A时，放在秤盘中物体重量为300N．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用，了解滑片在不同位置时电路所处的状态，并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键．