图甲所示是某电子秤原理图.图中的“质量表”用电流表改装而成,托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能
图甲所示是某电子秤原理图.图中的“质量表”用电流表改装而成,托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R是一根长X0=10cm的均匀电阻丝.空盘时,滑片...
图甲所示是某电子秤原理图.图中的“质量表”用电流表改装而成,托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R是一根长X0=10cm的均匀电阻丝.空盘时,滑片P位于R的最上端,称量最大值时,滑片P位于R的最下端.R最大阻值Rm=40Ω,电源电压恒为3V.求:(1)空盘时,闭合开关S,电路电流为3V,求R0的阻值;(2)称量最大质量时,求电路消耗的总功率;(3)已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如图乙所示.开关S闭合后,在托盘中放入重为G的物体时(G<50N),求R接入电路的阻值(结果用含G、x0、Rm的代数式表示).
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(1)空盘时,电路为R0的简单电路,
由欧姆定律可得:
R0=
=
=10Ω;
(2)称量最大质量时,电阻R0与R的最大阻值串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路消耗的总功率:
P=
=
=0.18W;
(4)由图象可知,k=
=
cm/N,
当放入重为G的物体时,弹簧被压缩的长度:
△L1=
,
∵电阻丝是均匀的,连入电路中R的阻值与接入的电阻丝长度成正比,
∴R=△L1×
=
×
=k
,k=
cm/N.
答:(1)R0的阻值为10Ω;
(2)称量最大质量时,电路消耗的总功率为0.18W;
(3)R接入电路的阻值为k
,k=
cm/N.
由欧姆定律可得:
R0=
U |
I |
3V |
0.3A |
(2)称量最大质量时,电阻R0与R的最大阻值串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路消耗的总功率:
P=
U2 |
R+R0 |
(3V)2 |
40Ω+10Ω |
(4)由图象可知,k=
△L |
F |
1 |
5 |
当放入重为G的物体时,弹簧被压缩的长度:
△L1=
G△L |
F |
∵电阻丝是均匀的,连入电路中R的阻值与接入的电阻丝长度成正比,
∴R=△L1×
Rm |
x0 |
G△L |
F |
Rm |
x0 |
GRm |
x0 |
1 |
5 |
答:(1)R0的阻值为10Ω;
(2)称量最大质量时,电路消耗的总功率为0.18W;
(3)R接入电路的阻值为k
GRm |
x0 |
1 |
5 |
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