在科技小組活動中,小明設(shè)計了一個電子秤,他想用電壓表的讀數(shù)來反映物體質(zhì)量的大小,所用元件如圖所示,電源電壓恒為U,定值電阻的阻值為R0,滑動變阻器的總電阻為R,總長度為L,滑動觸頭固定在安放托盤的輕彈簧上并能隨輕彈簧一起自由滑動,對托盤每施加1N的壓力,彈簧的長度就會縮短△L,當(dāng)托盤中不放物體時,電壓表的示數(shù)為零:當(dāng)在托盤中放物體時,電壓表的示數(shù)與被測物體的質(zhì)量成正比.
(1)請按照上述要求將圖中的元件連成電路圖(元件位置不需移動,可以用折線連接).
(2)寫出電壓表的示數(shù)U表與待測物體質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用已知量符號表示)
考點:
電路圖設(shè)計;歐姆定律的應(yīng)用;電阻的串聯(lián).
專題:
應(yīng)用題;作圖題;電流和電路;歐姆定律.
分析:
(1)托盤上不放物體時示數(shù)為0,放物體時電壓表的示數(shù)與被測物體的質(zhì)量成正比說明滑片的移動不能改變電路中的電阻,但可以改變電壓表所測部分電阻的電壓,可以采用滑動變阻器的最大阻值和保護電路的定值電阻串聯(lián)來實現(xiàn),然后與電源、開關(guān)組成電路;
(2)根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中的電流,根據(jù)“對托盤每施加1N的壓力,彈簧的長度就會縮短△L”求出滑片下移的距離,再根據(jù)R的總長度和總電阻求出電壓表所測部分的電阻,利用歐姆定律求出電壓表的示數(shù),即可得出答案.
解答:
解:(1)由題意可知,定值電阻R0與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián),電壓表串聯(lián)在滑片所在的電路上,然后與電源、開關(guān)組成電路,如下圖所示:
(2)∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和,
∴根據(jù)歐姆定律可得,電路中的電流:
I=,
質(zhì)量為m的物體的重力為mg,
∵對托盤每施加1N的壓力,彈簧的長度就會縮短△L,
∴滑片移動的距離l=△L,
∵滑動變阻器的總電阻為R,總長度為L,
∴電壓表所測部分的電阻R′=×△L,
電壓表的示數(shù)U表=IR′=××△L=m.
答:(1)電路圖如上圖所示;
(2)電壓表的示數(shù)U表=m.
點評:
本題考查了電路圖的設(shè)計和串聯(lián)電路的特點以及歐姆定律的應(yīng)用,根據(jù)“電壓表的示數(shù)與被測物體的質(zhì)量成正比”得出滑片的移動不能改變接入電路中的電阻是關(guān)鍵.
科目:初中物理 來源: 題型:
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:
在科技小組活動中,小明設(shè)計了一個電子秤,他想用電壓表的讀數(shù)來反映物體質(zhì)量的大小,所用元件如圖所示,電源電壓恒為U,定值電阻的阻值為R0,滑動變阻器的總電阻為R,總長度為L,滑動觸頭固定在安放托盤的輕彈簧上并能隨輕彈簧一起自由滑動,對托盤每施加1N的壓力,彈簧的長度就會縮短△L,當(dāng)托盤中不放物體時,電壓表的示數(shù)為零:當(dāng)在托盤中放物體時,電壓表的示數(shù)與被測物體的質(zhì)量成正比.
(1)請按照上述要求將圖中的元件連成電路圖(元件位置不需移動,可以用折線連接).
(2)寫出電壓表的示數(shù)U表與待測物體質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用已知量符號表示)
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科目:初中物理 來源:2013年天津市大港區(qū)中考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題
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