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如图12是某研究*学习小组自制的电子秤原理图,它利用电压表的示数来指示物体的质量。托盘、*簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起,托盘和*簧的质量不计,OA间有可收缩的导线,当盘中没有放物体时,电压表的示数为0 。已知电阻R0=5Ω,滑动变阻器最大阻值为15Ω,电源电压U=3V,电压表的量程为0~3V。现将1kg的物体放在托盘中,滑片刚好指在距R上端1/3处(不计摩擦,*簧终在**限度内), 请计算回答:
(1)将1kg的物体放在托盘中时,电压表的示数为多少?
(2)该电子秤能测量的最大质量是多少?此质量数应标在电压表多少伏的位置上?
【回答】
(1)当滑片位于R上端1/3处时,R总=R0+R/3=5Ω+15Ω/3=10Ω
此时电路中的电流I=U/ R总=3V/10Ω=0.3A
电压表的示数为UR=IR=0.3A×5Ω=1.5V
(2)因为*簧的伸长(或压缩)与*簧所受拉力(或压力)成正比,又1kg物体放在托盘中时,滑片指在1/3处,故滑片指到R最下端时,就是该电子秤所能测量的最大质量,应为3kg
此时R`总=R0+R=5Ω+15Ω=20Ω
电路中的电流I`=U/ R`总=3V/20Ω=0.15A
电压表的示数为U`=I`R=0.15A×15Ω=2.25V
故电子秤所能测量的最大质量数3kg应标在电压表示数的2.25V处
知识点:欧姆定律单元测试
题型:综合题
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