Question

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．已知該彈簧伸長的長度△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

 

．
（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

 

A處．
（3）通過計(jì)算說明，電流表表盤的0.6A處應(yīng)標(biāo)

 

牛．

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(huì)造成電源短路；
（2）當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí)，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0.6A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，判斷滑片的位置，從而知道彈簧伸長的長度△L，再根據(jù)圖乙判斷拉力的大�。�

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)不拉拉環(huán)時(shí)，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0.6A處時(shí)，電路中的總電阻：
R=

U

I′

=

3V

0.6A

=5Ω，
此時(shí)R₁接入電路中阻值：
R₁=R-R₀=5Ω-5Ω=0．
即滑片處于b端，此時(shí)彈簧伸長的長度△L為5cm，從圖乙中可知拉力為250N．
故答案為：（1）防止電流過大而燒壞電流表；（2）0.1；（3）250．

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，能否通過圖甲準(zhǔn)確判斷定值電阻R₀與可變電阻R_ab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．