Question

某電子天平原理圖如圖12所示，A為托盤，R 為滑動變阻器，滑片P通過一個連桿固定在彈簧上。當托盤中放上物體時，滑片向下滑動到某位置，從質量表上可讀出所放物體的質量。當托盤中不放物體時，滑片在 R 的最上端。已知R₀＝5Ω，R 的最大阻值為25Ω，電源電壓為3 V且保持不變，圖中的質量表相當于電流表。試求：

　　(1)當所測質量達到最大值時，電路中的電流是多少?

　 (2)不測質量時，通電5 min，滑動變阻器R 消耗的電能是多少?

Answer 1

解：（1）測最大質量時，滑片P在R的最下端

        I＝U/R                                                 

              ＝3V/5Ω＝0.6A                                        

          （2）不測質量時，滑片P在R的最上端，R與R₀串聯

             R_總＝R＋R₀＝25Ω＋5Ω＝30Ω                             

I_串＝U/R_總

           ＝3V/30Ω＝0.1A                                      

        W＝UIt，I＝U/R                                           

        變阻器消耗電能E＝W ＝I_串 ²Rt＝（0.1A）²×25Ω×5×60s＝75J

答：（1）當所測質量達到最大值時，電路中的電流是0.6A。

（2）不測質量時，通電5min，滑動變阻器R消耗的電能是75J。