物理
某学习小组同学发现实验室有一压力传感器，其电阻R与压力F线性关系如图甲所示，他们利用有关电学知识及相应实验器材，设计制作测量物体质量的电子秤．（1）学习小组同学利用一直流电源，其端电压U与电流I关系如图乙所示，则该电源电动势E=V，内阻r=Ω．（2）现有刻度均匀的电流表A：量程为0～3A（内阻不计），导线及电键等，在传感器上面固定绝缘载物板（质量不计），按照图丙连接电路．（3）根据设计电路，重力加速度取g=10m/s2，该电子秤可测量物体的最大质量m=kg．若电流表刻度1A、2A、3A分别对应物体质量m1

2019-06-24

某学习小组同学发现实验室有一压力传感器，其电阻R与压力F线性关系如图甲所示，他们利用有关电学知识及相应实验器材，设计制作测量物体质量的电子秤．
作业帮
（1）学习小组同学利用一直流电源，其端电压U与电流I关系如图乙所示，则该电源电动势E=___V，内阻r=___Ω．
（2）现有刻度均匀的电流表A：量程为0～3A（内阻不计），导线及电键等，在传感器上面固定绝缘载物板（质量不计），按照图丙连接电路．
（3）根据设计电路，重力加速度取g=10m/s2，该电子秤可测量物体的最大质量m=___kg．若电流表刻度1A、2A、3A分别对应物体质量m1、m2、m3，△m=m2-m1，△m′=m3-m2，则△m___△m′（填“>”、“=”或“<”）
（4）若该直流电源使用时间过长，则该电子秤读数相对真实值___（填“偏大”或“偏小”），属于___误差（填“系统”或“偶然”）．
优质解答
（1）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为12，则电源电动势：E=12V，电源内阻：r=
△U
△I
=
12-2
5
=2Ω；
（3）电流表量程为3A，电路最大电流为3A，电路最小电阻阻值：R最小+r=
E
I最大
=
12V
3A
=4Ω，传感器接入电路的最小阻值：R最小=2Ω；
由图甲可知，传感器阻值与所受压力的关系为：R=kF+b，由图示图象可知：b=20，0=2000k+b，k=-0.01，则R=-0.01F+20，
当R=2Ω时：2=-0.01F+20，则F=1800N，由平衡条件可知：F=G=mg，则：m最大=180kg；
电流为1A时：R1=
E
I1
-r=10Ω，10=-0.01F1+20，F1=1000N，F1=G1=m1g，m1=100kg，
电流为2A时：R2=
E
I2
-r=4Ω，4=-0.01F2+20，F2=1600N，F2=G2=m2g，m2=160kg，
电流为3A时：m3=m最大=180kg，则：△m=m2-m1=60kg，△m′=m3-m2=20kg，则△m>△m′．
（4）若该直流电源使用时间过长，电源的电动势变小，电源内阻变大，在同一刻度值传感器电阻应更大，所测物体实际质量偏大，则该电子秤读数相对真实值偏小；属于系统误差．
故答案为：（1）12；2；（3）180；>；（4）偏小；系统． （1）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为12，则电源电动势：E=12V，电源内阻：r=
△U
△I
=
12-2
5
=2Ω；
（3）电流表量程为3A，电路最大电流为3A，电路最小电阻阻值：R最小+r=
E
I最大
=
12V
3A
=4Ω，传感器接入电路的最小阻值：R最小=2Ω；
由图甲可知，传感器阻值与所受压力的关系为：R=kF+b，由图示图象可知：b=20，0=2000k+b，k=-0.01，则R=-0.01F+20，
当R=2Ω时：2=-0.01F+20，则F=1800N，由平衡条件可知：F=G=mg，则：m最大=180kg；
电流为1A时：R1=
E
I1
-r=10Ω，10=-0.01F1+20，F1=1000N，F1=G1=m1g，m1=100kg，
电流为2A时：R2=
E
I2
-r=4Ω，4=-0.01F2+20，F2=1600N，F2=G2=m2g，m2=160kg，
电流为3A时：m3=m最大=180kg，则：△m=m2-m1=60kg，△m′=m3-m2=20kg，则△m>△m′．
（4）若该直流电源使用时间过长，电源的电动势变小，电源内阻变大，在同一刻度值传感器电阻应更大，所测物体实际质量偏大，则该电子秤读数相对真实值偏小；属于系统误差．
故答案为：（1）12；2；（3）180；>；（4）偏小；系统．
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