某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識制作了一臺簡易電子秤,原理圖如圖甲所示,圖中電壓表可視為理想電壓表(量程為3V),滑動變阻器的最大阻值R=12Ω,滑動變阻器有電阻絲纏繞的ab部分的長度L=20cm(電阻絲纏繞均勻)。
(1)該同學(xué)先利用如圖乙所示的電路測定電子秤里電池的電動勢和內(nèi)阻,根據(jù)多次測量得到的數(shù)據(jù)作出的U′-I圖像如圖丙所示,可知該電池的電動勢E=4.04.0V,內(nèi)阻r=0.50.5Ω;
(2)該同學(xué)想得到電壓表的示數(shù)U與被測物體質(zhì)量m之間的關(guān)系,將該電池作為電源,連接圖甲所示的實驗器材,完成了如下實驗:
①調(diào)節(jié)圖甲中滑動變阻器的滑片P的位置,使電壓表的示數(shù)恰好為零;
②在托盤里緩慢加入細(xì)砂,直到滑動變阻器的滑片P恰好滑到b端,然后調(diào)節(jié)電阻箱R0,直到電壓表達(dá)到最大示數(shù),實驗過程中彈簧一直處于彈性限度內(nèi),則此時電阻箱的阻值R0=3.53.5Ω;
③已知所用的彈簧的勁度系數(shù)k=2.0×102N/m,取重力加速度大小g=9.8m/s2,則該電子秤所能稱量物體的最大質(zhì)量m=4.14.1kg(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
④為使該實驗設(shè)計中可測量物體質(zhì)量的范圍變大,你認(rèn)為可以如何改進(jìn)該實驗器材?(說明一種合理的方式即可) 更換一個勁度系數(shù)更大的彈簧更換一個勁度系數(shù)更大的彈簧。
【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置.
【答案】4.0;0.5;3.5;4.1;更換一個勁度系數(shù)更大的彈簧
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/10 0:0:4組卷:40引用:2難度:0.5
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1.某興趣學(xué)習(xí)小組根據(jù)所學(xué)的電學(xué)原理,利用相同的器材,自制了以下不同的電子秤。實驗器材有:
直流電源(電動勢為E=3.0V,內(nèi)阻為r=0.5Ω);
理想電壓表V(量程為3.0V):限流電阻R0=9.5Ω;
豎直固定的滑動變阻器R(總長l=10.0cm,總阻值R=20.0Ω);
電阻可忽略不計的彈簧,下端固定于水平地面,上端固定秤盤且與滑動變阻器R的滑動端連接,滑片接觸良好且無摩擦(彈簧勁度系數(shù)k=103N/m);
開關(guān)S以及導(dǎo)線若干。
重力加速度取g=10m/s2,不計摩擦和其他阻力。
實驗步驟如下:
①兩種電子秤,托盤中未放被測物前,滑片恰好置于變阻器的最上端,電壓表的示數(shù)均為零。
②兩種電子秤,在彈簧的彈性限度內(nèi),在托盤中輕輕放入被測物,待托盤靜止平衡后,當(dāng)滑動變阻器的滑片恰好處于下端b處,此時均為電子秤的最大稱重。
請回答下列問題(所有計算結(jié)果保留一位小數(shù)):
(1)兩種電子秤,當(dāng)滑動變阻器的滑片恰好置于最下端時,電壓表的示數(shù)均為 V;該電子秤的最大可測質(zhì)量均為 kg。
(2)當(dāng)電壓表的指針剛好指在表盤刻度的正中間時,如圖1所示的第一套方案電子秤測得質(zhì)量為m1=kg。如圖2所示的第二套方案電子秤測得質(zhì)量為m2=kg。
(3)第 (填“一”或“二”)套方案更為合理,因為電壓表讀數(shù)U與物體質(zhì)量m成線性關(guān)系,電壓表改裝的電子秤刻度 均勻的。(填“是”或“不是”)發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:140引用:2難度:0.4 -
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