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學習了電學相關知識后,學校舉辦了一次綜合實踐活動,活動的主題是利用電流表或電壓表制作一個簡易電子秤.如圖是小紅設計的電子秤原理圖,其中E為干電池(2節(jié));A是電流表(電子秤示數表盤);R是定值電阻(5Ω);R是一根長為6cm阻值為15Ω的均勻電阻絲.c是一根彈簧,其所受壓力F與壓縮量△L的關系如如圖所示(塑料盤的重力不計,g取10N/kg,制作時,調整彈簧的長度,使之不稱重物時滑片P剛好在電阻絲的a端.

(1)該電子秤的最大稱量是多大.應選用的電流表最大量程是多少.
(2)當電流表的指針指在O.3A處時,所稱重物的質量是多少.
(3)從理論上說明該方案的最大不足,畫出你的設計原理圖.
【答案】分析:(1)根據題意得出最大稱量時,彈簧的壓縮量,并從圖象中讀出此時彈簧受到的壓力,并且壓力等于重力,利用m=即可求出最大稱量;當滑片在a端時,電路中電流最大,利用歐姆定律求出此時電路中的最大電流,根據最大電流即可確定電流表的量程.
(2)已知電源電壓、電流以及R的阻值,利用歐姆定律即可求出此時接入電路的阻值,再根據題意求出彈簧的壓縮量,從圖象中讀出此時的壓力,利用m=即可求出此時物體的質量.
(3)根據歐姆定律表示出電流與R的關系,分析關系式即可得出電流I與電阻R不成正比,也不成反比;根據這一特點分析其方案的最大不足之處;
然后克服不足之處,即改用電壓表測量電壓,使電壓與R成正比設計電路.
解答:解:(1)當彈簧的壓縮量為6cm時,稱為最大稱量;
由圖象可知,此時彈簧所受的壓力為60N,即G=F=60N,
所以  mmax===6kg;
由圖可知,當滑片P在R的a端時,電路中的電流最大,
即 Imax===0.6A;
即為電流表的最大量程為0~0.6A.
(2)當電流表的指針指在O.3A處時,此時滑動變阻器連入電路的阻值為R′;
由歐姆定律得:I=
0.3A=
R′=5Ω;
由題意分析可知此時彈簧的壓縮量   L==2cm;
由圖象可知,此時彈簧所受壓力為20N,即G′=F′=20N,所以物體的質量m===2kg.
(3)由I=可知,U、R為定值,I與R不成正比,也不成反比,即I不能隨R的變化而均勻變化,故該方案的最大不足是表盤刻度不均勻.如圖所示

答:(1)該電子秤的最大稱量是6kg;應選用的電流表最大量程是0~0.6A;
(2)當電流表表的指針指在O.3A處時,所稱重物的質量是2kg;
(3)從理論上說明該方案的最大不足是表盤刻度不均勻.
點評:本題主要考查歐姆定律的應用以及滑動變阻器使用的掌握情況,本題的難點為(3)小題分析其方案的不足,只有找出不足之處,才會設計出符合要求的電路.
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(1)該電子秤的最大稱量是多大.應選用的電流表最大量程是多少.
(2)當電流表的指針指在0.3A處時,所稱重物的質量是多少.
(3)從理論上說明該方案的最大不足,畫出你的設計原理圖.

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