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如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别有两个滑动头,可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,刚好指着A端,与托盘固定相连,若间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g.(假设弹簧的拉力等于物体的重力)求;

(1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,离A的距离

(2)托盘上放有质量为m的物体时,离A的距离

答案:略
解析:

思路分析:托盘的移动带动移动,使间出现电势差,电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小,由于R为均匀的滑线电阻,则其阻值与长度成正比.

(1)由力的平衡知识知:,解得

(2)放上重物重新平衡后:,解得

答案:(1)  (2)

变式:上题中,在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节,使A的距离也为,从而使间的电压为零.校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量m间的电压U之间的函数关系式.

思路分析:由闭合电路欧姆定律知

由部分电路欧姆定律:

,其中x间的距离,间的电阻,则

联立解得:

答案:

规律技巧总结:在有关力电传感器的计算中,必然涉及电路计算,注意欧姆定律及分压原理的应用.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)如图所示,一轻质弹簧竖直立在水平地面上,弹簧一端固定在地面上.一小球从高处自由下落到弹簧上端,将弹簧压缩至最低点.在小球开始下落至最低点的过程中,弹簧始终处于弹性限度内.在此过程中,能正确表示小球的加速度a随下降位移x的大小变化关系是下面图象中的
B
B



A.B.C.D.

(2)如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线变阻器,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头,与P1相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆MN上保持水平状态,金属细杆与托盘相连,金属细杆所受重力忽略不计.弹簧处于原长时P1刚好指向A端,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小.已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,电源的内阻忽略不计,信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用忽略不计.求:
①托盘上未放物体时,在托盘的自身重力作用下,P1距A端的距离x1
②在托盘上放有质量为m的物体时,P1距A端的距离x2
③在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,从而使P1、P2间的电压为零.校准零点后,将被称物体放在托盘上,试推导出被称物体的质量m与P1、P2间电压U的函数关系式.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2005?嘉定区二模)如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2 两个滑动头,P1 可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动.弹簧处于原长时,P1 刚好指着A端.P1与托盘固定相连.若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为ε,内阻不计,当地的重力加速度为g.
求:(1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力的作用下,P1离A的距离x1
(2)托盘上放有质量为m的物体时,P1离A的距离x2
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,使P2 离A的距离也为x1,从而使P1、P2 间电压为零.校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压的函数关系式.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别有P1P2两个滑动头,P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1与托盘固定相连,若P1P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g。求:

(1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1A的距离xl

(2)托盘上放有质量为m的物体时,P1A的距离x2

(3)在托盘上未放物体时通常先核准零点,其方法是:调节P2,使P2A的距离也为xl,从而使P1P2间的电压为零.校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量mP1P2间的电压U之间的函数关系式.

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江苏省扬州市邗江区高二下学期期中考试物理试卷(带解析) 题型:单选题

(12分)如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头。P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1与托盘固定相连,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g。求;

(1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1离A的距离x1
(2)托盘上放有质量为m的物体时,P1离A的距离x2
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,使P2离A点的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。

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科目:高中物理 来源:2013届江苏省扬州市邗江区高二下学期期中考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

(12分)如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头。P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1与托盘固定相连,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g。求;

(1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1离A的距离x1

(2)托盘上放有质量为m的物体时,P1离A的距离x2

(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,使P2离A点的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。

 

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