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?
解:(1)由電路圖可知,重量表與滑動變阻器R2并聯,電壓表與被測電路并聯,因此重量表是電壓表;
電阻R1與滑動變阻器R2串聯在電路中,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,重量表示數變大,由此可見,金屬片A上的重物越重,重量表示數越大,根據重量表示數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,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.
(1)電流表應串聯在電路中,電壓表應并聯在電路中,根據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,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,重量表示數變大,據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,根據串聯電路的電阻特點和歐姆定律求出電路中的電流,進一步根據歐姆定律求出R2兩端的電壓.
點評:本題考查了電壓表的使用和串聯電路的特點,及歐姆定律的計算.關鍵是會根據電表的正確所以確定電表的類型.
高考物理16大解題技巧: 遇到陌生的概念,比如“勢能”“電勢”“電勢差”等等先不要排斥,要先去真心接納它,再通過聽老師講解、對比、應用理解它。要有一種“不破樓蘭終不還”的決心和“打破沙鍋問到底”的研究精神。這樣時間長了,應用多了,陌生的就變成了透徹的了。