Question

12．小剛觀察了市場(chǎng)上的“測(cè)重儀”后，畫(huà)出了圖中所示的原理圖：A為托盤(pán)，P為金屬滑片且固定在托盤(pán)下的輕質(zhì)彈簧上，并能隨輕質(zhì)彈簧一起上下滑動(dòng)．當(dāng)托盤(pán)中不放物體時(shí)，P位于R的最上端．已知R₀=10Ω，R的最大阻值為20Ω，電源電壓恒為12V．問(wèn)：
（1）質(zhì)量表是由什么表改裝而成的？
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱量物體時(shí)，通電2min電阻R₀消耗的電能是多少？
（3）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)，R₀消耗的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表與用電器串聯(lián)，電壓表與用電器并聯(lián)判斷質(zhì)量表的種類；
（2）不稱量物體時(shí)，R與R₀串聯(lián)，由電源電壓和總電阻求出電流，再根據(jù)W=I²Rt求出電阻R消耗的電能；
（3）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)，R沒(méi)有接入電路中，R₀兩端電壓為電源電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求出R₀消耗的功率．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，質(zhì)量表串聯(lián)在電路中，則質(zhì)量表是由電流表改裝成的；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱量物體時(shí)，R₀與R串聯(lián)，
R_總=R+R₀=20Ω+10Ω=30Ω，
此時(shí)電路中的電流I為：
I=$\frac{U}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{12V}{30Ω}$=0.4A，
電阻R₀在t=2min=120s內(nèi)消耗的電能：
W=I²Rt=（0.4A）²×10Ω×120s=192J．
（3）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大時(shí)，只有R₀接入電路，
則R₀消耗的電功率P為：P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（12V）^{2}}{10Ω}$=14.4W．
答：（1）質(zhì)量表是由電流表改裝而成的；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，不稱量物體時(shí)，通電2min電阻R₀消耗的電能是192J；
（3）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)，R₀消耗的功率是14.4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功和電功率的計(jì)算，正確分析不稱量物體時(shí)和稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)電路連接是解題的關(guān)鍵．