Question

（2011?崇明縣二模）有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖中的虛線所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO、壓力傳感器R（一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器）、顯示體重的儀表G（其實質(zhì)是電流表）．R′為調(diào)零電阻，其中AO：BO=5：1．已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關(guān)系R=300-0.6F．F單位為牛頓．設(shè)踏板的杠桿組件的質(zhì)量不計，電源電動勢為4V，內(nèi)阻2Ω．一開始R′調(diào)到20Ω．則：
（1）如果某物體在踏板上，電流表刻度盤示數(shù)為20mA，該物體重量是

1220

N．
（2）在某次測量前，發(fā)現(xiàn)空載時指針已經(jīng)指在10N刻度上，而不是指在“0”刻度位置，則需要調(diào)零，
應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R′，使R′

增大

（填“增大、減小”），變化量△R′=

1

Ω．
（3）下列判斷正確的是：
（A）該秤的零刻度線在電流表的0毫安處
（B）該秤的零刻度線在電流表表的最大量程處
（C）該秤的刻度是均勻的
（D）如果長時間使用后，由于電源電壓降低，該秤的讀數(shù)會偏�。�

Answer 1

分析：（1）由電流表的示數(shù)可知電路中的電流，由閉合電路歐姆定律可求出滑動變阻器的接入電阻，則可得出A點的壓力；由力矩的平衡條件可得出物體對O點的壓力；
（2）由題意可知，空載時電流表示數(shù)變大，故由閉合電路歐姆定律可知調(diào)節(jié)方法；并能得出電阻的變化量；
（3）根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)利用閉合電路的歐姆定律可得出刻度的特點．

解答：解：由閉合電路歐姆定律
I=

E

r+R+R′

可得：
R=

E

I

-r-R′=200-2-20=178Ω；
則由題意可知，F(xiàn)=

300-R

0.6

=

1220

6

N；
則由杠桿的平衡條件可知：
F?AB=F'?BO
解得；F=1220N；
（2）空載時不指零，說明電路中電流過大，故應(yīng)增大R′來減小電流；
由R=300-0.6F可知，當(dāng)F為零時，R=300Ω；
而示數(shù)為10N，由力矩平衡條件可知，此時壓力為

5

3

N，則電阻R₁=300-1=299Ω；此時示數(shù)不為零，
說明電阻偏小，故應(yīng)增大1Ω；
（3）A、由題意可知，當(dāng)壓力為零時，電路中應(yīng)有電流，故電流表示數(shù)不為零，故A錯誤；
B、該秤的壓力越大，電阻越小，則電流表示數(shù)越大，故零刻度應(yīng)在靠近零的地方，故B錯誤；
C、由（1）中電流的表達(dá)式可知，電流值與壓力不成正比，故刻度盤不均勻，故C錯誤；
D、長時間使用時，由于電動勢降低，則相同壓力下，電流值減小，故示數(shù)減小，故D正確；
故答案為：（1）1220；（2）增大，1；（3）D．

點評：此題中主要考查了實驗數(shù)據(jù)的分析、歐姆定律的應(yīng)用、杠桿平衡條件的應(yīng)用等，具有一定的綜合性，理解這一裝置的工作原理，是解決此題的前提，對我們分析題意的能力要求較高．