如图所示是小星利用所学物理知识设计的电子秤的示意图。托盘、弹簧上端和金属滑片P固定在一起，定值电阻，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，电阻R=20Ω，电源电压U=3V，电流表量程为0～0.6A

Question

如图所示是小星利用所学物理知识设计的电子秤的示意图。托盘、弹簧上端和金属滑片P固定在一起，定值电阻，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，电阻R=20Ω，电源电压U=3V，电流表量程为0～0.6A（弹簧的电阻不计，P与R间摩擦不计，g取10N/kg）。求：

　　
（1）在托盘中无物体时，使金属滑片P处于R最上端，闭合开关后，电流表读数为多少？
（2）已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如下表所示。开关S闭合后，当电流表指针指在0.2A处时，托盘中物体的质量为多少？

△L/cm	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	4	4.5	5
F/N	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50

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Answer 1

【分析】（1）要求电流，需要知道电源电压和总电阻。在托盘中无物体时，使金属滑片P处于R最上端，电阻R全部接入电路，此时电路的总电阻为，电源电压为3V，根据欧姆定律即可算出闭合开关后电流表的示数。
\n（2）托盘物体的质量不同，重力不同，弹簧被压缩的程度也不同，ab电阻丝接入的阻值就不同。由于题目已给出弹簧压缩长度与所受压力F的关系，要求物体质量，就要得出弹簧的压缩长度。根据电流表的示数0.2A，可算出此时电路中的总电阻。继而算出R接入电路的电阻，由于R是均匀电阻丝，根据R接入电路中的电阻，可算出弹簧被压缩的长度，对照题目中的表格，即可知道托盘中物体的重力，再根据G=mg即可算出物体的质量。

（1）无物体时，R与串联。根据欧姆定律，电流表示数为
\n　　　
\n（2）当I=0.2A时，电路此时的总电阻为
\n　　
\n因R与串联，R接入电路部分的电阻
\n　　
\n因为ab为均匀电阻丝，，所以bp长2.5cm
\n弹簧形变量△L=2.5cm
\n查表得，此时托盘受压力F=25N
\n因为托盘所受压力等于物体重力，mg=F，所以物体质量为
\n　　　kg
\n答：（1）在托盘中无物体时，电流表读数为0.12A。
\n（2）当电流表指针指在0.2A处时，托盘中物体的质量为2.5kg。

【点评】本题是给出电子秤的设计原理图，根据原理图分析电子秤的工作原理问题。分析过程为添加托盘中物体弹簧被压缩接入电阻变化电流变化。最终得出用电流表的读数表示所称物体的质量。本题还可以给出所用器材，让你设计电子秤的方式来命题，这种命题方法是新课标的要求，应多关注。