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(1)分析电路可知,滑动变阻器和定值电阻串联,滑动变阻器完全接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器a端至滑片P位置之间的电阻两端的电压,
∵电路中总电阻不变,电压电压不变,
∴根据I=[U/R]可知,电路中的电流不变,即电流表示数不变,
当增加托盘中物体质量时,滑片随着弹簧一起向下运动,即滑动变阻器a端至滑片P位置之间的电阻变大,根据U=IR可知,滑动变阻器a端至滑片P位置之间的电阻两端的电压变大,电压表示数变大,
据以上分析可知,电子称的刻度应该标在电压表上;
(2)当物体的质量为6kg,达到电子称的最大称量,滑片P滑动至B端,电压表测量滑动变阻器两端的电压,
电路中的总电阻R=R1+R0=10Ω+30Ω=40Ω
电路中电流I=[U/R]=[6V/40Ω]=0.15A,
滑动变阻器两端的电压U1=IR1=0.15A×30Ω=4.5V;
(3)电路中电流为0.15A,大小不变,电压表测量滑动变阻器a端至滑片P位置之间的电阻两端的电压,根据U=IR可知,电压表与滑动变阻器a端至滑片P位置之间的电阻阻值成正比,
滑动变阻器横截面积不变,材料不变,根据R=[ρl/S]可知,滑动变阻器a端至滑片P位置之间的电阻阻值与此电阻长度成正比,即与弹簧的伸长成正比,
弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比,拉力大小等于物体的重力大小,物体的重力与质量成正比,即弹簧的伸长与物体的质量成正比,
由上分析可知,电压表的示数与物体的质量成正比,
电压表的示数与物体的质量关系表达式:
U1
m1=
U2
m2,
数据代入得,[4.5V/6kg]=
3V
m2,
解得当电压表的示数为3V时,物体的质量m2=4kg.
答:(1)电子称的刻度应该标在电压表上,因为当增加托盘中物体质量时,电流表的示数不变,电压表的示数随着变大;
(2)当物体的质量为6kg时候,电压表的示数是4.5V;
(3)当电压表的示数为3V时,物体的质量为4kg.
点评:
本题考点: 电路的动态分析.
考点点评: 本题是考察了弹簧测力计的原理、电阻的表达式和欧姆定律的综合应用,(3)是此题的难点,解决问题的关键是能够准确推导出电压表的示数与物体的质量成正比.
1年前
你能帮帮他们吗