题目内容

17．某学校的物理活动小组利用电流表或电压表制作了一个简易电子秤．图甲是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池（2节）；A是电流表（电子秤示数表盘）；R0是定值电阻（5Ω）；R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝．c是一根弹簧，其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示．塑料盘的重力不计，g取10N/kg，制作时，调整弹簧的长度，使之不称重时滑片P刚好在电阻丝的a端．
（1）该电子秤的最大称量是多少千克？应选用的电流表最大量程是多少？
（2）当电流表的指针指在0.3A处时，所称重物的质量是多少？
（3）从理论上说明该方案的最大不足，并简要说明理由．

分析 （1）根据题意得出最大称量时，弹簧的压缩量，并从图象中读出此时弹簧受到的压力，并且压力等于重力，利用m=$\frac{G}{g}$即可求出最大称量；当滑片在a端时，电路中电流最大，利用欧姆定律求出此时电路中的最大电流，根据最大电流即可确定电流表的量程．
（2）已知电源电压、电流以及R0的阻值，利用欧姆定律即可求出此时接入电路的阻值，再根据题意求出弹簧的压缩量，从图象中读出此时的压力，利用m=$\frac{G}{g}$即可求出此时物体的质量．
（3）根据欧姆定律表示出电流与R的关系，分析关系式即可得出电流I与电阻R不成正比，也不成反比；根据这一特点分析其方案的最大不足之处．

解答 解：（1）结合甲、乙两图可知，当电阻丝接入电路的长度为6cm时，
弹簧的压缩量也为6cm，此时的压力最大，为F=30N，
所以电子秤的最大称量：m最大=$\frac{F}{g}$=$\frac{30N}{10N/kg}$=3kg；
当滑片在a端时，变阻器接入电路的电阻为零，此时电流表的示数最大，
I 最大=$\frac{U}{R0}$=$\frac{1.5V×2}{5Ω}$=0.6A，所以应选的电流表最大量程为0.6A；
（2）当电流表的指针指在0.3A处时，电路的总电阻：R总1=$\frac{U}{I1}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
变阻器接入电路的电阻：R1=R总1-R0=10Ω-5Ω=5Ω，
接入电路的电阻丝长度：l=$\frac{6cm}{15Ω}×5Ω$=2cm，
即弹簧压缩了2cm，由图乙可知，此时弹簧受到的压力为10N，
所称物体的质量：m=$\frac{F/}{g}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg；
（3）电路中电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U}{R/+R0}$，
由此可知，U、R0为定值，故I与R′不成正比，
即电流I不能随R′的变化而均匀变化，
该方案的最大不足是表盘刻度不均匀．
答：（1）该电子秤的最大称量是3kg，应选用的电流表最大量程是0.6A．
（2）当电流表的指针指在0.3A处时，所称重物的质量是1kg．
（3）该方案的最大不足是：表盘刻度不均匀，理由：电流I不能随R′的变化而均匀变化．

点评 本题主要考查欧姆定律的应用以及滑动变阻器使用的掌握情况，分析清楚电路结构，应用串联电路特点与欧姆定律可以解题，由图乙所示图象求出F与△L间的关系是解题的关键．

练习册系列答案
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2．关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　）
A．磁场是由疏密不同的磁感线组成的
B．导体中的电流迅速变化时，周围会产生电磁波
C．法拉第是第一个发现了电与磁之间存在联系的科学家
D．西方人最早发现地磁两极和地理两极并不重合
8．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示．已知继电器的线圈电阻R0=100Ω，左边电源电压为6V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作．
温度t/℃0510152025303540
电阻R/Ω600550500450420390360330300
（1）请说明该自动控制装置的工作原理．
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
5．小宇用尚未标注刻度值的自制杆秤来估测物体的质量，秤砣上标示其自身质量为150g．没有测量物时，杆秤刚好水平平衡（如图1示）；当挂上物体后，把秤砣的吊绳放置在杆秤的M处时，杆秤也水平平衡（如图2示），粗略估测物体的质量，合理的是（　　）
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12．如图所示，电源电压保持不变，把开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为0.3A；当滑动变阻器的滑片P在最右端时，电流表示数变化了0.2A、伏特表示数为3V，此时下列说法中错误的是（　　）
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2．阅读短文，回答问题：磁悬浮列车
磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物．上海磁悬浮列车于2003年1月4日正式开始商业运营．正线全长约30km，设计最高运行时速430km/h，单向运行时间7min20s．
（1）上海磁悬浮列车的结构如图甲所示．要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是S极．

（2）如果列车在单向运行过程中，只停靠一站，那么，停靠时间约为140s（设磁悬浮列车全程均以360km/h的速度行驶）．
（3）图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管．螺线管B与电磁铁A之间相互排斥（选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方．
9．在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积，他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积．实验数据记录在下表中
液体种类　实验序号　物体重力
G物（N）		　弹簧测力计示数F（N）　物体受到浮力F浮（N）　排开液体体积V排（cm3）
　水
ρ水=1.0g/cm3		　1　2　1.5　50
　2　1.0　1.0　100
　3　0.5　1.5　150
　酒精
ρ酒精=0.8g/cm3		　4　2　1.6　0.4　50
　5　1.2　0.8　100
　6　0.8　1.2　150
（1）分析表中数据，实验所用物体的重力为2N，第一次实验中物体所受的浮力F浮=0.5N．
（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5、6）可初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大；
（3）分析比较实验序号1、4或2、5或3、6可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，液体密度越大，浸在液体的物体受到的浮力越大．
（4）通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证阿基米德原理
（5）实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越小．于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图甲所示；当他把物块浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样；当他把物块浸没在酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的0.7N处对应标上0.8g/cm3字样，聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤．
6．开瓶时使用的开瓶器如图甲，是省力杠杆，可以简化成不计重力的省力杠杆如图乙，O为支点．若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直，且AO=12cm，BO=2cm，F1=25N，则F2=150N．
7．下列现象发生的过程中，吸收热量的一组是（　　）
①春天，皑皑的白雪开始消融；
②夏天，青青的小草挂上露珠；
③秋天，浓浓的白雾慢慢散去；
④冬天，静静的池塘覆上薄冰．
A．①②B．②④C．①③D．③④

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