题目内容

如图12所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动.弹簧处于原长时，P1刚好指着A端.P1与托盘固定相连.若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g,求：

图12

(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1.

(2)托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2.

(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为零.校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压之间的函数关系式.

解析：(1)由力的平衡知识得

    m0g=kx1,x1=.                   ①

(2)受力分析如图

kx2=m0g+mg

x2=        ②

(3)由电学公式

E=IR                 ③

U=IRx                ④

             ⑤

据题意：x=x2-x1      ⑥

由①②⑥式得x=  ⑦

由③④⑤⑦式得m=.

答案：(1)  (2)  (3)m=


练习册系列答案
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如测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图，设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子，分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ，最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝s3的细线，若测得细线到狭缝s3的距离为d，
（1）导出分子离子的质量m的表达式
（2）根据分子离子的质量数M可以推测有机化合物的结构简式，若某种含C、H和卤素的化合物的M
为48，写出其结构简式
（3）现有某种含C、H和卤素的化合物，测得两个M值，分别为64和66．试说明原因，并写出它们的结构简式．
在推测有机化合物的结构时，可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表：
元 素 H C F Cl Br
含量较多的同位互的质量数 1 12 19 35，37 79，81
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mm，游标卡尺读数x7=
 
mm．计算实验中所用单色光波长的表达式为
 
．
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（2）如图为“探究碰撞中的不变量”实验装置，滑块A、B静止在水平气垫导轨上，两滑块间紧压一轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，轻弹簧掉落．现拍得闪光频率为10HZ的一组频闪照片．已知滑块A、B的质量分别为200g、300g．根据照片记录的信息可知，A、B离开弹簧后：
①A滑块动量大小为
 
；
②弹簧弹开后滑块AB的总动量为
 
；
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（3）某兴趣小组的同学用一个柠檬做成水果电池．他们猜想此电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该电池的电动势和内电阻．实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录了电阻箱的阻值及对应的电流计示数，并算出电流的倒数值，将数据填在如下的表格中．
①利用图象法处理数据可以减小实验误差，请用恰当的作图方案，在给出的坐标纸上作出图象．
②利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为
 
V，若不计电流计的电阻，则该电池的内阻为
 
Ω．
电阻R
（KΩ）		 电流I
（μΑ）		 电流的倒数-
1
I
（×10-3μA-1）
10 80 12.50
8.0 98 10.20
6.0 122 8.20
5.0 145 6.90
3.0 225 4.44
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（1）用游标卡尺和螺旋测微器测量一根金属丝的长度和直径，测量的结果如图所示，则此金属丝的长度L=
 
mm，直径d=
 
mm．
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（2）一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图4所示的电路图．请回答下列问题：
①若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数各是多少？请填在表格中
指针位置 选择开关所处档位 读数
a 直流电流100mA
 
mA
直流电压2.5V
 
V
b 电阻×10
 
Ω
②考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值
 
（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值．
③在电路图中闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零．原因可能是图a中的
 
（选填a、b、c、d、e、f）处接触不良．
④实验测得表格中的7组数据．请在坐标纸上作出该元件的I-U图线．
序号 电压/V 电流/A
1 0.00 0.00
2 0.40 0.02
3 0.80 0.05
4 1.20 0.12
5 1.60 0.20
6 2.00 0.31
7 2.40 0.44
⑤元件Q在U=0.8V时的电阻值是，I-U图线在该点的切线的斜率k
 
（选填“大于”、“等于”或“小于”）电阻值．
电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同.图3-3-12①为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1、R2和自动开关S.

图3-3-12

（1）当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？

（2）用电器由照明电路供电（U=220 V），设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电功率为40 W，则R1和R2分别为多大？

（3）若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D，如图3-3-12②所示，其它条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能.

一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图4所示的电路图。请回答下列问题：

①请将图5中的实物连线按电路图补充完整。

②考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值      （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。

③在电路图中闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑动片，总不能使电压表的示数调为零。原因可能是图中的        （选填a、b、c、d、e、f）处接触不良。

④实验测得表格中的7组数据。请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。

⑤元件Q在U=0.8V时的电阻值是          ， I-U图线在该点的切线的斜率k        （选填“大于”、“等于”或“小于”）电阻值。

序号

电压/V

电流/A

1

0.00

0.00

2[

0.40

0.02

3

0.80

0.05

4

1.20

0.12

5

1.60

0.20

6

2.00

0.31

7

2.40

0.44

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