Question

【题目】如图甲所示为一自制握力测试器，虚线框内部分为握力测试端，B固定不动连接于轻弹簧一端，A端与金属片P相连并连接弹簧另一端，弹簧电阻不计，A、B与手接触处绝缘。

(1)电路设计：要使握力计能正常工作，下列电路连接正确的是（______）

A.点“1”与点“2”连接　　

B.点“1”与点“3”连接

C.点“2”与点“3”连接　　

(2)正确完成电路连接后，闭合开关S，改变施加在A、B两端握力大小，发现电压表示数始终不变且不为零，发生故障的原因可能是（______）

A.R0断路 B.R1短路

C.电压表短路 D.金属滑片P处断路

(3)刻度调试：当A、B端不受握力时，使金属滑片P处于R1的a端，此时电压表的示数为零。当A、B端所受握力为10N时，金属滑片P刚好指在R1上距离a端长度处，请计算回答“10N”应标在电压表_____伏的位置上？（电阻R0=5Ω，电阻R1=20Ω，电源电压U=3.0V，电压表的量程为 0~3.0V）

(4)若金属滑片P在a端时，弹簧刚好处于原长，弹簧所受压力和弹簧压缩量之间的变化关系如图乙所示。当电压表示数如图丙所示，此时对应的握力为 _____N。

Answer 1

【答案】B D 1.5 40

【解析】

(1)[1]要使握力计能正常工作，握力大小变化时，引起连入电阻变化、电压表的示数变化，应将点“1”与点“3”连接，故选B。

(2)[2]发现电压表有示数，但始终不变，可能电路某处开路或短路，即R0短路或金属滑片P处断路时电压表测电源的电压示数不变，而R0断路、R1短路、电压表短路时电压表均无示数，所以发生故障的原因可能有金属滑片P处断路，故选D。

(3)[3]当A、B端所受握力为10N时，金属滑片P刚好指在R1上距离a端长度处，变阻器连入电路的电阻

R1=×20Ω=5Ω

电路中的电流

I==0.3A

R1两端的电压

U1=IR1=0.3A×5Ω=1.5V

(4)[4]由图丙可知，电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2.4V，由电阻的串联和欧姆定律得到通过电路的电流

I1==0.12A

变阻器连入电路的电阻

=20Ω

由于变阻器的最大阻值是20Ω，变阻器处于阻值最大处，弹簧处于最大压缩量，对应的最大压力是40N。