Question

17．為鍛煉身體，小明利用所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì)，圖甲是原理圖．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是一根長(zhǎng)為5cm的均勻電阻絲，阻值R_ab=25Ω，電源電壓U=3．OV，電流表的量程為 O～0.6A，當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí)，金屬滑片P剛好處于a端．已知該彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度△L與所受拉力F間的關(guān)系如圖乙所示．

（1）小明在電路中連入R_O的目的是防止電流過大而燒壞電流表．
（2）小明將電流表的表盤改為拉力計(jì)的表盤，當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí)，拉力計(jì)表盤上的零刻度應(yīng)標(biāo)在電流表表盤的0.1A處．
（3）通過計(jì)算說明，電流表表盤的0.3A處應(yīng)標(biāo)200牛．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可分析R₀的作用．
（2）當(dāng)滑片P處于a端時(shí)，R₀與R₁串聯(lián)，由歐姆定律求出電流表的讀數(shù)．
（3）當(dāng)電流表指針指在0.3A處，利用歐姆定律求出變阻器接入電路的電阻值，進(jìn)而求出電阻絲接入電路的長(zhǎng)度，即可得到彈簧的伸長(zhǎng)量，可由胡克定律求出拉力．

解答 解：（1）小明在電路中連入R₀的目的是防止電流過大而燒壞電流表．
（2）當(dāng)滑片P處于a端時(shí)，R₀與R₁串聯(lián)，由歐姆定律得：I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{ab}}$=$\frac{3V}{5Ω+25Ω}$=0.1A
（3）當(dāng)電流表指針指在0.3A處時(shí)，有：I′=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{ab}′}$=0.3A
可得變阻器接入電路中的電阻為：R_ab′=5Ω
接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度為：L=$\frac{5Ω}{25Ω}$×5cm=1cm
則彈簧的伸長(zhǎng)量為：△x=L₀-L=5cm-1cm=4cm
由圖知拉力為：F=200N
故答案為：
（1）防止電流過大而燒壞電流表；
（2）0.1；
（3）200．

點(diǎn)評(píng) 本題是力電綜合題，關(guān)鍵要明確它們之間的聯(lián)系：電阻絲的長(zhǎng)度，搞清電路的連接關(guān)系，運(yùn)用力、電的基本規(guī)律解答．