Question

3．小鵬同學(xué)利用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)拉力計(jì)，圖甲是其原理圖，硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計(jì)，P與R₁間的摩擦不計(jì)），定值電阻R₀=5Ω，ab是一根長(zhǎng)5cm的均勻電阻絲，其阻值為R₁=25Ω，電源電壓U=6V．閉合開關(guān)后，當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí)，滑片處于a端，電流表的讀數(shù)是0.2A；當(dāng)電流表指針指在0.3A處時(shí)，作用在拉環(huán)上水平向右的拉力是200N．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí)，滑片處于a端，R₁的最大阻值和R₀串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流；
（2）根據(jù)歐姆定律求出當(dāng)電流表指針指在0.3A處時(shí)電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R₁接入電路中的電阻，進(jìn)一步滑片P左端部分的電阻，然后求出彈簧的伸長(zhǎng)量，根據(jù)圖象得出作用在拉環(huán)上水平向右的拉力．

解答 解：（1）當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí)，滑片處于a端，R₁的最大阻值和R₀串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中電流表的示數(shù)：
I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{6V}{5Ω+25Ω}$=0.2A；
（2）當(dāng)電流表指針指在0.3A處時(shí)，電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
則R₁接入電路中的電阻：
R₁′=R-R₀=20Ω-5Ω=15Ω，
滑片P左端部分的電阻：
R_P=R₁-R₁′=25Ω-15Ω=10Ω，
則彈簧的伸長(zhǎng)量：
△L=$\frac{10Ω}{25Ω}$×5cm=2cm，
由圖象可知，作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為200N．
故答案為：0.2；200．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，分清彈簧的伸長(zhǎng)量和R₁阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系是解題的關(guān)鍵．