Question

11．如圖甲是電子秤結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)S閉合后可以測量物體重量．秤盤內(nèi)不放物體時，滑片P在最上端A點，當(dāng)秤盤中放物體時滑片P向下移動，不計秤盤的質(zhì)量及彈簧的電阻，定值電阻R₀=10Ω，AB是一根長5cm的均勻電阻絲，其阻值R₁=50Ω（電阻的大小與長度成正比），電源電壓U=6V．

（1）請說明R₀的作用是什么？
（2）當(dāng)秤盤中不放物體時，閉合開關(guān)，電路中電流多大？
（3）已知彈簧長度變化值與它所受的壓力的關(guān)系如圖乙所示，通過計算說明，電路中電流為0.2A時，放在秤盤中物體重量多大？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，如果沒有R₀，當(dāng)拉力過大使AB電阻絲接入電路的電阻過小，電路中電流過大可能燒壞電流表；
（2）由電路圖可知滑片P處于A端，R₀與R₁串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律即可求出電路電流；
（3）計算當(dāng)電流為0.2A時變阻器接入電路中的電阻，對照表格數(shù)據(jù)計算．

解答 解：（1）電路中連入R₀的目的是對電流表起保護作用，防止當(dāng)P移動到B端時電流表被燒壞；
（2）由電路圖可知滑片P處于A端，R₀與R₁串聯(lián)，
由電阻的串聯(lián)特點可知：R=R₀+R₁=10Ω+50Ω=60Ω，
由歐姆定律得：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A；
（3）當(dāng)I′=0.2A時，U₀=I′R₀=0.2A×10Ω=2V．U_變=U-U₀=6V-2V=4V，R_變=$\frac{{U}_{變}}{I'}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，
電阻線接入電路中的長度L=$\frac{20Ω}{50Ω}$×5cm=2cm．△L=L_總-L=5cm-2cm=3cm時，查表壓力：F=300N，
放在秤盤中物體重量：G=F=300N．．
答：（1）電路中連入R₀的目的是對電流表起保護作用，防止當(dāng)P移動到B端時電流表被燒壞；
（2）在托盤中無物體時，使金屬滑片P處于R最上端，閉合開關(guān)后，電流表讀數(shù)為0.1A；
（3）開關(guān)S閉合后，電路中電流為0.2A時，放在秤盤中物體重量為300N．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活應(yīng)用，了解滑片在不同位置時電路所處的狀態(tài)，并轉(zhuǎn)化成拉力所對應(yīng)的示數(shù)是本題的解題關(guān)鍵．