某學校一科技小組的薛悟理同學自打設計了一地磅，其原理如圖所示，設電源兩端電壓U恆為定值，定值電阻為R0，滑動變...

問題詳情：

某學校一科技小組的薛悟理同學自打設計了一地磅，其原理如圖所示，設電源兩端電壓U恆為定值，定值電阻為R0，滑動變阻器的總電阻為R、總長度為L，滑動觸頭與托盤牢固連線，開始時觸頭位於變阻器最上端A，能隨輕*簧一起上下滑動，已知滑動變阻器的電阻與其接入電路的長度成正比、當對地磅施加壓力F時，*簧的長度會縮短l．

請回答：

（1）說明定值電阻R0的作用．

（2）若把質量為m的物體放在地磅上，推導並寫出：

①此時滑動變阻器連入電路的電阻值Rp的表示式；

②此時電流表示數的表示式（反映電流表的示數I與待測物體質量m之間的關係式）；並分析此地磅的刻度特點（刻度是否均勻）．

【回答】

解：（1）當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，電流表有燒壞的可能，則定值電阻R0的作用是保護電路；

（2）①因滑動變阻器的電阻與其接入電路的長度成正比，且對地磅施加壓力F時，*簧的長度會縮短l，

所以，當質量為m的物體放在地磅上時，*簧形變數為l′，有=，

即此時的*簧縮短了l′=，

設此時滑動變阻器的阻值為R′

則=

所以，此時滑動變阻器連入電路的電阻值：

Rp=（1﹣）R=（1﹣）R，

②此時電流表示數的表示式：

I==，

由表示式可知，電流表的示數與物體的質量不成正比，所以造成刻度盤上的刻度不均勻．

答：（1）分壓限流，起到保護電路元件的作用；

（2）①此時滑動變阻器連入電路的電阻值Rp=（1﹣）R=（1﹣）R；

②I=；刻度盤上的刻度不均勻．．

【點評】本題以地磅為背景考查了重力公式和串聯電路的特點、歐姆定律的應用；關鍵：一是根據*力的大小跟*簧伸長或縮短的長度關係得出壓力，二是根據滑動變阻器的長度和總電阻得出放物體時接入電路中電阻的大小，三是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．

知識點：各地會考

題型：綜合題