问题 计算题

某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:①研究弹簧的特性。他们做了如图1的实验,根据弹簧伸长的长度χ与拉力F的关系图象如图2所示。②设计方案。设计的原理图如图3,利用量程为3V的电压表的示数来指示物体的质量(电压表刻度盘如图4),弹簧(图3中使用的弹簧)的上端与变阻器的滑片和托盘连接(托盘与弹簧的质量均不计),0、A间有可收缩的导线,当盘内没有放物体时,电压表示数为零。③分析与计算。已知滑动变阻器总电阻R=12Ω。总长度12cm,电源电压恒为6V,定值电阻R0=10Ω(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内,g=10N/kg)。问:

⑴由图1、2你能得到什么结论?

⑵当物体的质量为100g时,电压表的示数是多少?

⑶该电子秤能测量的最大质量是多大?

⑷改装好的电子秤刻度与原来的电压表表头的刻度有何不同?

答案

(1)在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比(2)1 V(3)0.5kg(4)改装好的电子称刻度是不均匀的,而原来的电压表刻度是均匀的

(1)答:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比

(2)解:F=G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N

由图2可知,当F=1N时,伸长x=2cm,此时变阻器阻值为R=12Ω/12cm×2cm=2Ω

∴I=U/(R0+R)="6" V/(10Ω+2Ω)=0.5A

U="I" R=0.5A×2Ω="1" V

(3)解:                 

当称量的质量最大时,电压表示数最大为3V,∴U0=U-U=6v-3v=3v

∴U= U0   ∴ R= R0=10Ω  ∴ Xmax=10cm  由图2可知 Fmax=5N

∴m最大=G最大/g=Fmax/g=5N/10N/kg=0.5kg

即能测量的最大值为0.5kg

(4)答:改装好的电子称刻度是不均匀的,而原来的电压表刻度是均匀的

单项选择题
多项选择题