Question

為鍛煉身體，小明利用所學(xué)物理知識設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì)，圖是它的原理圖．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，a、b是一根均勻電阻絲，阻值R₁=25Ω，電源電壓U=3V，電流表的量程為 0～0.6A．
（1）小明在電路中連入R₀的目的是什么？
（2）當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí)，滑片P處于a端，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)是多少？
（3）當(dāng)電流表指針指在0.3A處，這時(shí)R₁接入電路中阻值為多大？

Answer 1

分析：（1）由圖可知定值電阻R₀與可變電阻R_ab組成串聯(lián)電路，當(dāng)滑片P在b端時(shí)R_ab=0，如果沒有定值電阻R₀將會造成電源短路；
（2）當(dāng)滑片P在a端時(shí)，R₀與R_ab串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求此時(shí)電路中的電流；
（3）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，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出這時(shí)R₁接入電路中阻值．

解答：解：（1）小明在電路中連入R₀的目的是保護(hù)電路，防止電流過大而燒壞電流表；
（2）當(dāng)滑片P在a端時(shí)，R₀與R_ab串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)電流表的讀數(shù)：
I=

U

R0+Rab

=

3V

5Ω+25Ω

=0.1A；
（3）當(dāng)電流表指針指在0.3A處時(shí)，電路中的總電阻：
R=

U

I′

=

3V

0.3A

=10Ω，
此時(shí)R₁接入電路中阻值：
R₁=R-R₀=10Ω-5Ω=5Ω．
答：（1）小明在電路中連入R₀的目的是保護(hù)電路；
（2）當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí)，滑片P處于a端，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)是0.1A；
（3）當(dāng)電流表指針指在0.3A處，這時(shí)R₁接入電路中阻值為5Ω．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，是一道較為簡單的計(jì)算題．