Question

11．高速公路收費站于對過往的超載貨車實施計重收費，某同學(xué)結(jié)合所學(xué)物理知識設(shè)計了如圖甲所示的計重秤原理圖，圖中R₁是定值電阻，電源（提供3V的穩(wěn)定電壓），電流表A（量程0-0.6A），電壓表U（量程0-3V），R的總電阻為15Ω，車對稱的壓力F與電阻R連入電路的阻值的關(guān)系如圖乙所示，當彈簧的壓縮量達到最大時，電表滿偏．

（1）圖甲稱重表相當于一個電流表 表，隨著壓力增大，稱重表的示數(shù)變大（選填“變大”“變小”“不變”）．
（2）電阻R₁的阻值為多大？
（3）當壓力為4N時，電阻R₁消耗的電功率為多大？
（4）你認為汽車超載有什么危害？（答出一條即可）

Answer 1

分析 （1）分析電路圖，根據(jù)稱重表在電路的連接情況判斷是電流表還是電壓表；假設(shè)去掉定值電阻R₁，判斷可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，從而確定所起的作用；
（2）當彈簧的壓縮量達到最大時，電阻R接入的阻值為零，電表滿偏，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出電阻R₁的阻值；
（3）當壓力為4N時，由曲線圖讀出R接入的阻值，利用串聯(lián)電路特點求出電路中的電流，再利用P=I²R求出電阻R₁消耗的電功率；
（4）質(zhì)量是物體慣性大小的量度．

解答 解：（1）因為稱重表與電阻串聯(lián)，所以稱重表為電流表；隨著壓力增大，電阻R接入的阻值變小，電路中的電流變大，則稱重表的示數(shù)變大；
（2）當彈簧的壓縮量達到最大時，電阻R接入的阻值為零，電表滿偏即U=3V、I=0.6A，
電阻R1的阻值為：R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω；
（3）當壓力為4N時，由曲線圖讀出R接入的阻值為R=10Ω，與R1串聯(lián)，則電路中的總電阻為R總=10Ω+5Ω=15Ω，則電路中的電流為I′=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{3V}{15Ω}$=0.2A，
因此電阻R₁消耗的電功率為P=I′² R₁=（0.2A）²×5Ω=0.2W；
（4）當汽車超載時，整體質(zhì)量增加，其慣性增大，不易剎車．
答：（1）電流；變大；
（2）電阻R₁的阻值為5Ω；
（3）當壓力為4N時，R₁的電功率為0.2W；
（4）慣性增大，不容易剎車．

點評 此題主要考查學(xué)生對于電路的分析、歐姆定律公式、電功率公式以及超載危害知識的理解和掌握．