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如图甲是电子体重测量仪的原理图,其中金属弹簧上端和滑动变阻器R′(最大值为30Ω)的滑片焊接在一起,下端与电压表的一端及开关连接.R0为保护电阻,其阻值大小为6Ω.重力大小可通
题目详情
如图甲是电子体重测量仪的原理图,其中金属弹簧上端和滑动变阻器R′(最大值为30Ω)的滑片焊接在一起,下端与电压表的一端及开关连接.R0为保护电阻,其阻值大小为6Ω.重力大小可通过电压表示数来转换,电源的电压为9V.(g取10N/kg)

(1)质量为m=60kg的学生双脚站立在测量仪平台上时,人双脚与平台的接触面积为2.5×10-2m2,求此时人对平台的压强p.
(2)现称量不同人的重力,在滑片移动过程中,求电压表示数可能的最大值U.
(3)已知人对平台的压力F与变阻器接入电路的阻值R接之间的关系如图乙所示,求当测量(1)中学生体重时滑动变阻器消耗的电功率.

(1)质量为m=60kg的学生双脚站立在测量仪平台上时,人双脚与平台的接触面积为2.5×10-2m2,求此时人对平台的压强p.
(2)现称量不同人的重力,在滑片移动过程中,求电压表示数可能的最大值U.
(3)已知人对平台的压力F与变阻器接入电路的阻值R接之间的关系如图乙所示,求当测量(1)中学生体重时滑动变阻器消耗的电功率.
▼优质解答
答案和解析
(1)人对平台的压力:
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
人对平台的压强:
p=
=
=2.4×104Pa;
(2)当P在最下端时,V表示数最大,
电路中的电流I=
=
=0.25A,
电压表示数可能的最大值:
U=IR′=0.25A×30Ω=7.5V;
(3)F=600N时,变阻器接入电路的阻值为12Ω,
此时电路中的电流:
I′=
=
=0.5A,
滑动变阻器消耗的电功率:
P′=I′2R接=(0.5A)2×12Ω=3W.
答:(1)人对平台的压强2.4×104Pa;
(2)电压表示数可能的最大值为7.5V.
(3)测量(1)中学生体重时滑动变阻器消耗的电功率为3W.
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
人对平台的压强:
p=


(2)当P在最下端时,V表示数最大,
电路中的电流I=


电压表示数可能的最大值:
U=IR′=0.25A×30Ω=7.5V;
(3)F=600N时,变阻器接入电路的阻值为12Ω,
此时电路中的电流:
I′=


滑动变阻器消耗的电功率:
P′=I′2R接=(0.5A)2×12Ω=3W.
答:(1)人对平台的压强2.4×104Pa;
(2)电压表示数可能的最大值为7.5V.
(3)测量(1)中学生体重时滑动变阻器消耗的电功率为3W.
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