16．学习了电学相关知识后,学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤。如图是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池(2节)；A是电流表（电子秤示数表盘)；R0是定值电阻(5Ω)；R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝。C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图所示(塑料盘的重力不计，g取10N／kg,制作时,调整弹簧的长度，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。 ④-|||-a 暑科盘-|||-EE R|P-|||-b C 公顷板-|||-4F/N-|||-60-|||-40-|||-20-|||-△L/cm-|||-0 1234 56 （1）该电子秤的最大称量是________； （2）当电流表的指针指在0.3A处时,所称重物的质量是多少？_____ （3）从理论上说明该方案的二处最大不足是_____；并画出你设计的原理电路图。_____

16．6kg 2kg 刻度不均匀，而且当物重增加时，电表示数反而要降低

【解析】

【分析】

（1）根据题意得出最大称量时，弹簧的压缩量，并从图象中读出此时弹簧受到的压力，并且压力等于重力，利用m=即可求出最大称量；当滑片在a端时，电路中电流最大，利用欧姆定律求出此时电路中的最大电流，根据最大电流即可确定电流表的量程．

（2）已知电源电压、电流以及R₀的阻值，利用欧姆定律即可求出此时接入电路的阻值，再根据题意求出弹簧的压缩量，从图象中读出此时的压力，利用m=即可求出此时物体的质量．

（3）根据欧姆定律表示出电流与R的关系，分析关系式即可得出电流I与电阻R不成正比，也不成反比；根据这一特点分析其方案的最大不足之处；然后克服不足之处，即改用电压表测量电压，使电压与R成正比设计电路．

【详解】

(1)当弹簧的压缩量为6cm时，称为最大称量；

由图象可知，此时弹簧所受的压力为60N，即G=F=60N，

所以m_max===6kg；

由图可知，当滑片P在R的a端时，电路中的电流最大，

即I_max===0.6A；

即为电流表的最大量程为0∼0.6A.

(2)当电流表的指针指在0.3A处时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R′；

由欧姆定律得：I=

0.3A=

R′=5Ω；

由题意分析可知此时弹簧的压缩量L=×6cm=2cm；

由图象可知,此时弹簧所受压力为20N,即G′=F′=20N,所以物体的质量m===2kg.

(3)由I=可知,U、R₀为定值，I与R不成正比，也不成反比，即I不能随R的变化而均匀变化，故该方案的最大不足是表盘刻度不均匀。可以设想,如果能在滑片移动时不改变电路中电流,用另一电表(电压表)测变阻器连入电路或未连入电路部分的电压，这样就能实现表盘刻度不均匀.如图所示