Question

某课外小组制作了一个测量物体质量的电子秤，其原理如图所示。它主要由四部分构成：托板和水平压力杠杆OBA ，标有“10V  5W”字样的指示灯L （灯的电阻保持不变），压力传感器R （电阻值会随所受压力大小变化的可变电阻），显示质量大小的仪表（实质是电流表）。已知电源电压为10V ，OB=6cm，OA=30cm 。压力传感器R 的阻值与所受压力的关系如图所示。若不计托板和杠杆组件的质量，不计磨擦。求：
（1）指示灯L 的电阻；
（2）当压力传感器R 的电阻为30Ω时，指示灯L的实际功率；
（3）当电流表的示数为0.1A时，电子秤托板上物体的质量。

Answer 1

解：
（1 ）R_L=U_额²/P_额= （10V ）²/5W=20Ω；
（2 ）当R 为30Ω时，电路电流：I=U/（R_L+R）=10V/（20Ω+30Ω）=0.2A
P_L=I²R_L=（0.2A）²×20Ω=0.8W
（3）当电流表的示数为0.1A时，电路总电阻：
R_总=U/I=10V/0.1A=100Ω
R=R_总-R_L=100Ω-20Ω=80Ω
由图可知，当R=80Ω时，F=40N，
由杠杆平衡条件可得：
G×6cm=F×30cmG=200N
m=G/g=200N/10N/Kg=20 Kg。