為了鍛煉身體,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)如圖,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R=10Ω,a、b是一根長(zhǎng)為5cm的均勻電阻絲,阻值R1=50Ω,電源電壓U=6V,電流表的量程為 O~0.6A.
(1)當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí),滑片P處于a端,閉合開(kāi)關(guān)后電流表的讀數(shù)是多少?此時(shí),R消耗的電功率是多少?
(2)小明在電路中連入R的目的是什么?
(3)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.通過(guò)計(jì)算說(shuō)明,開(kāi)關(guān)S閉合后,當(dāng)電流表指針指在0.3A處,作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為多大?

【答案】分析:(1)由圖可知定值電阻R與可變電阻R1組成串聯(lián)電路,當(dāng)滑片P在a端時(shí),R與R1串聯(lián),處于不受拉力狀態(tài),知道電源電壓和兩阻值大小,利用歐姆定律求此時(shí)電路中的電流;
(2)當(dāng)滑片P在b端時(shí)R1=0,如果沒(méi)有定值電阻R將會(huì)造成電源短路;
(3)當(dāng)電流為0.3A時(shí),利用歐姆定律求出變阻器連入電路中的電阻,進(jìn)而求出連入電路中的電阻線長(zhǎng)度,求出彈簧的伸長(zhǎng)量,再由乙圖得出拉力大小.
解答:解:(1)由圖可知,R與R1連入電路部分的電阻是串聯(lián)
∴當(dāng)滑片在R1的a端時(shí),電路中的電流I1====0.1A,
此時(shí),RO消耗的電功率為:P=UI=I2R=I12R=(0.1A)2×10Ω=0.1W.
(2)保護(hù)電路的作用
(3)當(dāng)電流為0.3A時(shí),電路中的電阻R===20Ω,
R1連入電路中的電阻值Rbp=R-R=20Ω-10Ω=10Ω,
所以R1連入電路中的長(zhǎng)度為1cm,滑片向右移動(dòng)的距離△L=5cm-1cm=4cm,
由圖乙知,作用在拉環(huán)上的力F=400N.
答:(1)當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí),滑片P處于a端,閉合開(kāi)關(guān)后電流表的讀數(shù)為0.1A;此時(shí),R消耗的電功率是0.1W.
(2)小明在電路中連入R的目的是保護(hù)電路.
(3)當(dāng)電流表指針指在0.3A處,作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為400N.
點(diǎn)評(píng):能否通過(guò)圖甲準(zhǔn)確判斷定值電阻R與可變電阻R1的電路關(guān)系,了解滑片在不同位置時(shí)電路所處的狀態(tài),并轉(zhuǎn)化成拉力所對(duì)應(yīng)的示數(shù)是本題的解題關(guān)鍵.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

(2009?梧州)為了鍛煉身體,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.定值電阻R0=5Ω,a、b是一根長(zhǎng)為5cm的均勻電阻絲,阻值R1=25Ω,電源電壓U=3V,電流表的量程為 0~0.6A,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.(彈簧的電阻不計(jì),P與R1間的摩擦不計(jì))
(1)當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí),滑片P處于a端,閉合開(kāi)關(guān)后電流表的讀數(shù)是多少?
(2)開(kāi)關(guān)S閉合后,當(dāng)電流表指針指在0.15A處時(shí),電阻絲接入電路的電阻是多少?
(3)在(2)的情況下,作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為多大?

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(1)當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí),滑片P處于a端,閉合開(kāi)關(guān)后電流表的讀數(shù)是多少?此時(shí),R0消耗的電功率是多少?
(2)小明在電路中連入R0的目的是什么?
(3)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.通過(guò)計(jì)算說(shuō)明,開(kāi)關(guān)S閉合后,當(dāng)電流表指針指在0.3A處,作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為多大?

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(1)當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí),滑片P處于a端,閉合開(kāi)關(guān)后電流表的讀數(shù)是多少?
(2)小明在電路中連入R0的目的是什么?
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