Question

某校物理興趣小組設計了一種“電子秤”，實際上是壓力測量儀，用它來稱量物體的重量，其原理結構如圖所示．圖中A為金屬片，B為金屬板，R₁=24Ω，R₂是最大值為72Ω的滑動變阻器，電源電壓為12V不變．問：
（1）圖中的重量表應該用什么電表改裝？R₁的主要作用是什么？
（2）當金屬片A上放重物、開關S閉合時，請說明電子秤稱量物體重量的原理．
（3）當稱量物體重量達到最大值時，R₂兩端的電壓是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）電流表應串聯(lián)在電路中，電壓表應并聯(lián)在電路中，根據(jù)電路圖判斷重力表是電壓表還是電流表；
（2）由電路圖可知，電阻R₁與R₂串聯(lián)，重量表測兩端R₂的電壓，當A上放重物時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，重量表示數(shù)變大，據(jù)此分析電子秤稱量物體重量的原理；
（3）當稱量物體重力達到最大值時，R₂的阻值達到最大值，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律求出電路中的電流，進一步根據(jù)歐姆定律求出R₂兩端的電壓．
解答：解：（1）由電路圖可知，重量表與滑動變阻器R₂并聯(lián)，電壓表與被測電路并聯(lián)，因此重量表是電壓表；
電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯(lián)在電路中，電阻R₁起保護電路的作用；
答：重量表應該用電壓表改裝，R₁的主要作用是保護電路．
（2）由電路圖可知，金屬片A上放重物、開關S閉合時，彈簧在重物壓力作用下縮短，滑動變阻器接入電路的阻值變大，滑動變阻器兩端電壓變大，重量表示數(shù)變大，由此可見，金屬片A上的重物越重，重量表示數(shù)越大，根據(jù)重量表示數(shù)大小即可知道所測重物重力大小．
（3）由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，當稱量物體重量達到最大值時，滑動變阻器R₂阻值全部接入電路，
此時電路中的電流為I===0.125A，
R₂兩端的電壓為U₂=IR₂=0.125A×72Ω=9V．
答：當稱量物體重量達到最大值時，R₂兩端的電壓是9V．
點評：本題考查了電壓表的使用和串聯(lián)電路的特點，及歐姆定律的計算．關鍵是會根據(jù)電表的正確所以確定電表的類型．