Question

【题目】实验室中有一自制电子秤装置，其内部结构如图甲所示，某兴趣小组想测定内部弹簧的劲度系数k。已知电源的电动势为E，内阻可忽略不计，滑动变阻器全长为L，重力加速度为g。当托盘上没有放置重物时，滑片P位于图中a点，闭合开关S，当托盘上放置质量为m的重物时，滑片P随托盘一起下移，稳定后，由电压传感器（内阻无穷大）的示数U及其他给定条件，就可测定弹簧的劲度系数k。完成以下问题：

(1)在弹簧的弹性范围内，随着m的增大，电压传感器的输出电压U_____（填“增大、减小、不变”），电路中的电流_____（填“增大、减小、不变”）。

(2)写出输出电压U与m的关系U＝_____（用k，m，E，L，g表示）。

(3)该兴趣小组通过多次测量的U和m的数值，作出U﹣m图象如图乙所示，若图象的斜率为b，则弹簧的劲度系数k＝_____.

Answer 1

【答案】增大 不变

【解析】

根据电路图可知，电压表测量ap段的电压，随m增大，p点下移，ap段电阻增大，则电压U增大，而电路中的总电阻为ac段，电阻不变，故总电流不变.

第一空.由以上分析可知填增大.

第二空. 由以上分析可知填不变.

第三空.重物放在托盘上静止时有：kx＝mg，根据串联电路特征知电压表的示数为.

第四空.做U-m图象，图象的斜率为，则弹簧的劲度系数为.