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.
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 ,使离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与、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: 由 ,其中x为、间的距离,为、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. |
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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xl.
(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核准零点,其方法是:调节P2,使P2离A的距离也为xl,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: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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