践行者初中物理电学典题详解第304题

24.（综合）小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值Rp，与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，变阻器标有“50Ω 1A"。

⑴闭合开关S，当电流表示数为0.4A时，求物体的重力G。

⑵在保证电路各元件安全的情况下，求Rp的变化范围。

解析:1分析电路图可知:

①R0与Rx串联，

②V测量R0两端电压U0，

③A测量电路中的电流I，

④Rx相当一个滑动变阻器，滑片向下移动时，

接入电路中的电阻变小；

2由题意可知:

①①U=24V，

②R0=30Ω，

③I=0.4A，

则Rp=U/I-R0=24V/0.4A-30Ω=30Ω，

由乙图可知，当Rp=30Ω时，G=4N；

3由题意可知:

①电流表量程为0~0.6A，

②电压表量程为0~15V，

③变阻器标有“50Ω 1A"，

则可知:U0max=15V，

则Imax=U0max/R0=15V/30Ω=0.5A≤0.6A≤1A，

所以电流表A和Rx安全，

又当Imax=0.5A时，

Rpmin=(U-U0max)/Imax=(24V-15V)/0.5A=18Ω，

又由乙图可知当G=0时，Rpmax=50Ω，Rx安全，

所以RP的变化范围为18Ω~50Ω。

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