学习了电学相关知识后，学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤．图甲是小红设计的电子秤原理图，其中E电池（2节共3V）；A是电流表（电子

Question

学习了电学相关知识后，学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤．图甲是小红设计的电子秤原理图，其中E电池（2节共3V）；A是电流表（电子秤示数表盘）；R₀值电阻（5Ω）；R一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝．c是一根弹簧，其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示（塑料盘的重力不计，g取10N/kg，制作时，调整弹簧的长度，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a．
（1）该电子秤的最大称量是多少Kg？应选用的电流表最大量程是多少？
（2）当电流表的指针指在O.3A处时，所称重物的质量是多少？
（3）从理论上说明该方案的最大不足，画出你的设计原理图．

Answer 1

（1）当弹簧的压缩量为6cm时，称为最大称量；
由图象可知，此时弹簧所受的压力为60N，即G=F=60N，
所以  m_max=(G)/(g)＝(60)/(10)=6kg；
由图可知，当滑片P在R的a端时，电路中的电流最大，
即 I_max=(U)/(R0)＝(3)/(5)=0.6A；
即为电流表的最大量程为0～0.6A．
（2）当电流表的指针指在O.3A处时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R′；
由欧姆定律得：I=(U)/(R0+R′)
0.3A=(3)/(5+R′)
解得：R′=5Ω；
由题意分析可知此时弹簧的压缩量   L=(5)/(15)×6cm＝2cm
由图象可知，此时弹簧所受压力为20N，即G′=F′=20N，所以物体的质量m=(G)/(g)＝(20)/(10)=2kg．
（3）由I=(U)/(R0+R)可知，U、R₀为定值，I与R不成正比，也不成反比，即I不能随R的变化而均匀变化，故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀．如图所示

答：（1）该电子秤的最大称量是6kg；应选用的电流表最大量程是0.6A；
（2）当电流表表的指针指在O．3A处时，所称重物的质量是2kg；
（3）从理论上说明该方案的最大不足是表盘刻度不均匀．