Question

【題目】如圖甲是一電子拉力計原理圖，硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（P與R間的摩擦不計）。電壓表量程為0~3V，a、b是一根長為L=6cm的均勻電阻絲，阻值R=30Ω，電阻絲的電阻與長度成正比。電源電壓恒為U=6V，不施加拉力時滑片P位于a端：

(1)R0在電路中的作用是保護(hù)電路，要保證電壓表能正常工作，計算R0的最小值；

(2)已知該彈簧伸長的長度與所受拉力F間的關(guān)系如圖乙所示，若R0=45Ω，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.6V時，計算作用在拉環(huán)上水平向右的拉力和此拉力器拉力的量程。

Answer 1

【答案】(1)30Ω；(2)400N，0~600N

【解析】

(1)根據(jù)串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電阻阻值。

(2)由串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出與電壓表并聯(lián)的電阻阻值，然后求出彈簧的伸長量，再求出拉力大小；最后由圖像求出拉力器的量程。

(1)電壓表示數(shù)為3V時，電路電流

此時電阻R0的阻值

(2)由圖甲可知，R始終以最大阻值接入電路中與電阻R0串聯(lián)，電壓表測R滑片左側(cè)電阻絲兩端的電壓，則電路中的電流

與電壓表并聯(lián)部分電阻的阻值為

此時彈簧的伸長量為

由圖乙可知，此時的拉力為400N；

電阻絲的長度是6cm，當(dāng)滑片移到b端時拉力最大，即此時，由圖乙可知，此拉力計的量程是0~600N。

答：(1)R0的最小值為30Ω；(2)作用在拉環(huán)上水平向右的拉力是400N，此拉力器拉力的量程是0~600N。