Question

為鍛煉身體，小華利用所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì)，圖30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R₁=25Ω，電源電壓U=3V，電流表的量程為O～0.6A．則
（1）當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí)，滑片P處于a端，求閉合開(kāi)關(guān)后電流表的示數(shù)；
（2）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．閉合開(kāi)關(guān)后，若電流表指針指在0.3A處，求作用在拉環(huán)上水平向右的拉力大�。�

Answer 1

分析：分析滑片P在a端（電阻全連入為25Ω ）時(shí)的電路組成，利用歐姆定律求解，若知道電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律可求R₁連入的阻值再根據(jù)圖乙找出拉力大�。�

解答：解：（1）拉環(huán)不受外力時(shí)，P在a端：I=

U

R

=

3V

R0+R1

=

3V

5Ω+25Ω

=0.1A
（2）當(dāng)I′=0.3A時(shí)，R總′=

U

I′

=

3V

0.3A

=10Ω
R₁′=R_總′-R₀=10Ω-5Ω=5Ω，
當(dāng)R₁連入電路的電阻是5Ω時(shí)，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)電流表的示數(shù)為0.1A；
（2）作用在拉環(huán)上水平向右的拉力大小為400N．

點(diǎn)評(píng)：理解由于滑片的移動(dòng)，當(dāng)連入電阻最小時(shí)，電流表的示數(shù)最大；當(dāng)連入電阻最大時(shí)，電流表的示數(shù)最小，會(huì)在不同狀態(tài)下利用歐姆定律是關(guān)鍵