Question

如图为电子秤原理图,托盘和弹簧的电阻与质量均不计

在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，如图所示，为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零.设变阻器的总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想表，当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量.
如图

Answer 1

欧姆定律（计算题）
计算题
（2006年莱芜市）如图10是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图.压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化，油量表（由电流表改装而成）指针能指示出油箱里的油的多少.已知：压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 500 380 310 245 200 170 150 …
若压力传感器R的上表面面积为5cm2，汽油热值为4.6× 107J/㎏，汽油密度为0.7×103㎏/m3,电源电压为6V.请回答：
(1)当油与箱总重为600N时，压力传感器R受到的压强是多大？
(2)若油箱内油为10㎏时，汽油完全燃烧能放出的热量是多少？
(3)如果空油箱的质量为5.8㎏,油量表指针指向2×10-2m3时，电路中电流是多少？
答案（1）压力传感器R受到的压强
（2）10㎏汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=
（3）油箱内油的质量
油箱与油的总质量
压力传感器R上受到的压力
由表可以看出，当R受到压力为200N时，R的阻值为200Ω
电路中电流
（2006年南通市课改区）小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐，“风力测试仪”的原理如图所示．电源电压6V，R0为保护电阻，AB为长20cm、阻值为50?的均匀电阻丝．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2N的球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0．6A．已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：
(1) R0的阻值；
(2)无风时电流表示数；
(3)在风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，作出F风的力臂，并求出该力的大小．
（2006年泰安市非课改区） 某校物理兴趣小组在课外实践活动中，制作了一个测量质量的电子秤，其原理如图中的虚线框所示，它主要有四部分构成：踏板和压力杠杆ABO，定值电阻R0，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示质量大小的仪表V（实质是电压表）。其中AB：BO=4：1，且已知压力传感器R的电阻与所受压力F变化的关系如下表所示。（g取10N/kg）
F/N 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，电源电压恒为6V。
（1）踏板空载时，电压表的示数如右图所示，求定值电阻R0的大小。
（2）当在踏板上放置50kg的物体时，电压表的示数是多大？
（2006扬州市）某物理兴趣小组为了自制一台电子秤，进行了下列探究活动：（1）研究弹簧的特性。他们做了如图1的实验，根据弹簧伸长x与拉力F的关系图象如图2所示。（2）设计方案。设计的原理图如图3，利用量程为3V的电压表的示数来指示物体的质量（电压表刻度盘如图4），弹簧（既图1中使用的弹簧）的上端与变阻器的滑片和托盘连接（托盘与弹簧的质量均不计），O、A间有可收缩的导线，当盘内没有放物体时，电压表示数为零。（3）分析与计算。已知滑动变阻器总电阻R=12Ω。总长度12cm，电源电压恒为6V，定值电阻R0=10Ω（不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内，g=10N/kg）。求：①当物体的质量为100g时，电压表的示数是多少？
②该电子秤能测量的最大质量是多大？③改装好的电子秤刻度与原来的电压表表头的刻度有何不同？
（2006年太原市）25.（6分）为防止湿手扳开关造成触电事故，小宁同学为家中的灯暖型浴霸（冬季家庭洗浴时取暖用的电器）设计了一个温度自动控制装置，如图12（甲）所示．其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图12(乙）所示．已知继电器线圈电阻R2为20Ω，电源的压U0恒为12V．浴霸共安装有4只标有"220V 250W"的灯泡，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁铁被释放，浴霸电路闭合．求：
(1)浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流．
(2）若将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制在什么范围？
（2006年陕西省课改区）
（2006年武汉市）24. (7分) 为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)。定值电阻R0=5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值Rab=25Ω，电源电压U=3．OV，电流表的量程为 O～0.6A, 当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。
(1)小明在电路中连入RO的目的是________________________________.
(2)小明将电流表的表盘改为拉力计的表盘,当不拉拉环时, 拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的___________A处.
(3)通过计算说明, 电流表表盘的0.6A处应标多少牛?
解答：（1）防止电流过大而烧坏电流表(或答保护电路)
（2）0.1
（3）当电流为0.6A时变阻器连入电路中的电阻为：
R1 = R总—R0 = U/I—R0 = 3V/0.6A—5Ω= 0Ω
电阻线长度的改变量为：5cm
由图象可知拉力F = 500N
答案补充
1、如图所示，R2=R3= 20Ω。（1）当S1、S2都断开时，电流表示数为0.4A，电压表示数为4.4V，求R1的值。（2）当S1、S2都闭合时，求电流表和电压表的示数。
2、有两只电阻R1R2，把它们串联后接在18V的电源上，通过R1R2的电流是2A，当它们并联后接在同一电源上，总电流为9A，求R1R2的阻值。
3、如图示，电源电压恒定不变，电流表的量程为3A，R2=12Ω，当开关闭合后，滑片位于变阻器的中点时，电流表的示数为1.5A；当滑片位于变阻器的右端时，电流表的示数为1A。试求：（1）变阻器的总电阻。（2）电源电压。（3）允许变阻器接入电路的最小电阻。
4、如图所示，闭合开关，当滑动变阻器的滑片位于左端时，电流表示数为0.8A，当滑片位于右端时，电流表示数为0.2A，电压表示数减少8.4V，若电源电压不变，求电阻R的值。
5、如图所示，电源电压不变，当开关S断开时，电压表示数为9V，电流表示数为1.5A；当开关S闭合时，电压表示数为8V，电流表示数为2A。求电阻R1、R2的阻值。
答案补充
6、把一个阻值为10Ω的电阻R1与另一电阻R2串联后接入电路中，已知电源电压为12V，R2两端的电压为9V，求：（1）通过R1的电流。（2）R2的阻值。
1、如图所示，R1=12Ω，R3=7Ω，电源电压不变，当开关S1、S3断开，S2闭合时，电流表示数为0.6A，当开关S1、S2、S3都闭合时，电流表示数为2.5A，求R2的阻值（R2＞R1）。
2、电阻R1、R2组成如图所示电路，其中R2=5Ω，开关S闭合后，干路中的电流是通过电阻R1电流的3倍，求：（1）R1的电阻值。（2）若电源电压为6V，干路中的电流多大？
答案补充
3、如图所示的电路中，滑动变阻器R3的阻值范围为0--20，电源电压为12V，（1）若电压表的读数为2V，电流表的读数为1A，电阻R2=2Ω，求R1的阻值，滑动变阻器连入电路的电阻值和电路的总电阻。（2）如果电压表量程为0—3V，电流表量程为0—3A，为保证两个电表安全使用，滑动变阻器连入电路的最小阻值是多少？
4、一个未知电阻，当它与6Ω的电阻串联后接在电源上时，它两端的电压为4V；当它与9Ω的电阻串联后接在同一电源上时，它两端的电压为3V。求电源电压和这个电阻的阻值。

Answer 2

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