如图所示,图甲是某同学自制的电子秤原理示意图.目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与

◎ 题目

如图所示,图甲是某同学自制的电子秤原理示意图.目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当托盘中没有放物体时,滑片恰好指在变阻器R的最上端,此时电压表示数为零.设变阻器总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为R0,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力.
(1)推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式______;
(2)为使电压表示数与待测物体质量成正比,请利用原有器材进行改进,在乙图的基础上完成改进后的电路原理图.
(3)求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式______.

魔方格

◎ 答案

(1)根据欧姆定律得I=
E
R1+R0+r

又因kx=mg,而R1=
x
L
R,U=IR1
解得:U=
gERm
mgR0+kL(R0+r)

(2)因为U=IR1,所以为使电压表示数与待测物体质量成正比,则电压表要测量R1两端的电压即可,
改装电路如图所示:

魔方格

(3)同理求得:U=
gERm
kL(R+R0+r)

故答案为:(1)U=
gERm
mgR0+kL(R0+r)
.;(2)如图所示;(3)U=
gERm
kL(R+R0+r)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,图甲是某同学自制的电子秤原理示意图.目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与…”主要考查了你对  【弹力的大小、胡克定律】,【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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