小刚观察了市场上的“测重仪”后，画出了如图所示的原理图：A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端．

Question

小刚观察了市场上的“测重仪”后，画出了如图所示的原理图：A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起上下滑动，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端．已知R₀=5Ω，R的最大阻值为25Ω，电源电压恒为3V．问：
（1）图中的质量表应该用什么电表改装？______．随着托盘中放入物体的质量的增加，R接入电路中的阻值______（选填“变大、变小或不变”），质量表的示数______（选填“变大、变小或不变”）．
（2）当开关S闭合，不称量物体时，通电5min电阻R消耗的电能是多少？
（3）当称量物体质量达到最大值时，R₀消耗的功率是多少？

Answer 1

（1）由图知，质量表串联在电路中，所以是电流表；
随着托盘中放入物体的质量的增加，滑片向下滑动，R接入电路中的阻值减小，串联电路总电阻减小，电源电压一定，由公式I=(U)/(R)知：电路电流增大，质量表示数变大；
（2）当开关S闭合，不称量物体时，R₀与R串联，
R_总=R+R₀=25Ω+5Ω=30Ω，
此时电路中的电流I为：
I=(U)/(R总)＝(3V)/(30Ω)=0.1A，
则R消耗的电能W为：W=I²Rt=（0.1A）²×25Ω×300s=75J．
（3）当称量物体质量达到最大时，只有R₀接入电路，则R₀消耗的电功率P为：
P=(U2)/(R0)=((3V)2)/(5Ω)=1.8W．
答：
（1）电流表；变小；变大；
（2）当开关S闭合，不称量物体时，通电5min电阻R消耗的电能是75J；
（3）当称量物体质量达到最大值时，R₀消耗的功率是1.8W．