Question

圖甲所示是某電子稱原理圖。托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動，R是一根長x₀=10cm的均勻電阻絲。空盤時，滑片P位于R的最上端，稱量最大值時，滑片P位于R的最下端。R最大阻值R_m=40Ω，電源電壓恒為3V。請完成以下問題解答：

（1）圖甲中的“質量表”用        表改裝；R₀在電路中的作用是             ；
（2）空盤時，閉合開關S，電路電流為0.3A，求R₀的阻值；
（3）稱量最大質量時，求電路消耗的總功率；
（4）已知該彈簧壓縮的長度△L與所受壓力F的關系如圖乙所示。開關S閉合后，在托盤中放入重為G的物體時(G＜50N），求R接入電路的阻值（結果用含G、x₀、R_m的代數式表示）。

Answer 1

（1）電流（1分）；限流、保護電路、防止電路短路等亦可   （2分）。
（2）空盤時，R連入電路中的阻值為零，R₀的電阻為R₀==10Ω    （3分）
（3）稱量最大質量時，R與R₀串聯，R_總=R+R₀=50Ω。消耗的總功率為P==0.18W（3分）
（4）圖像表明k=cm/N，當放入重為G的物體時，彈簧被壓縮的長度△L₁=，
因為電阻絲是均勻的，連入電路中R的阻值與接入的電阻絲長度成正比，
所以R=△L₁=×=k(k=cm/N)（3分）

解析