如圖1所示,為某種電子秤的原理示意圖,AB是長度為L、電阻為R的均勻電阻,兩邊分別有P
1、P
2兩個(gè)滑動頭,P
1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而自由滑動.彈簧處于原長時(shí),P
1剛好指著A端.P
1與托盤固定相連,托盤上未放物體時(shí),調(diào)節(jié)P
2使P
1P
2間的電壓U為0(校準(zhǔn)零點(diǎn)).放上物體后P
1移動,P
1P
2間出現(xiàn)電壓.該電壓經(jīng)放大,通過信號轉(zhuǎn)換后顯示在屏幕上,顯示在屏幕上的數(shù)值與U的大小成正比.已知在彈性限度內(nèi),彈簧中的彈力F的大小和彈簧伸長量x滿足關(guān)系式F=kx,k叫做彈簧的勁度系數(shù),托盤自身質(zhì)量為m
0,電源電壓為U
0,g也已知.試求:
(1)托盤上未放物體時(shí),在托盤自身重力作用下P
1離A端的距離x;
(2)經(jīng)校準(zhǔn)零點(diǎn)后,在托盤上放物體時(shí),物體的質(zhì)量m與P
1P
2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式;
(3)若P
1P
2間的電壓U直接用一電壓表測出,該電壓表表盤刻度如圖2所示,電壓表量程為5V,請?jiān)趫D中刻度上標(biāo)出對應(yīng)的質(zhì)量值.已知L=0.1m,R=20Ω,k=1500N/m,m
0=0.34kg,U
0=12V,g取10N/kg.