Question

【題目】如圖所示為某同學自制的電子秤原理圖：粗細均勻的電阻棒尺（每厘米長的電阻為1Ω）豎直放置、其總長度L=10cm ， 電源電動勢E=6V ， 內阻r=1ΩQ ， 保護電阻R0=4Ω ， 托盤連接在豎直放置、下端固定的輕彈簧上端，其質量mo=0.1kg ， 水平金屬輕桿一端連接彈簧上端、一端通過滑片與電阻棒接觸．當托盤內不放物體靜止時，彈簧的形變量x=1cm ， 輕桿的滑片剛好與電阻棒上端接觸．若電路各處接觸良好、導線及輕桿電阻不計、彈簧的形變始終未超過限度、輕桿只能上下平移，g取10m/s2 ． 求:

（1）彈簧的勁度系數k；

（2）該電子秤能稱出的最大物體質量m及對應的理想電壓表V的示數U ．

Answer 1

【答案】（1） （2） ，4V

【解析】

彈簧勁度系數可用胡克定律來求；當托盤放上重物時，彈簧被壓縮，電壓測量電阻范圍增大，示數增加，利閉合電路歐姆定律可求最大電壓．

（1）當托盤內不放重物時，彈簧彈力為可得，

（2），當重量最大時，輕桿位于R最下端，此時電壓表示數為R的電壓，即，

此時彈簧又縮短了10cm，所放重物重量，可得．