题目内容
【题目】如图所示是一个电子拉力计原理图。电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，小灯泡L上标有“3V，0.6W”的字样， AB是一根长为40cm的均匀电阻丝，阻值R=40Ω，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R间的摩擦不计），当拉力F＝0N时，滑片P与A端接触时，弹簧正好保持原长，当拉力为F时，滑动变阻器B端与滑片P之间的距离为x，F与x的关系如图表格所示：
F/N | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 。。。 |
x/cm | 40 | 35 | 30 | 25 | 20 | 。。。 |
(1)小灯泡L，正常工作时的电阻为多少_____？
(2)闭合开关S，电流表、电压表示数都为0，若故障只发生在R0或灯L处，则电路中的具体故障是__________；
(3)排除故障，闭合开关S，当F＝0N时，电流表的示数为0.1A，电压表示数为1V；当F＝700N时，电流表的示数为0.2A，求电源的电压U______和定值电阻的阻值R0 _______；
(4)该电子测力计的量程为______ N，若要使其量程增加，写出你的办法______（一种即可）。
【答案】
R0断路 6V 10Ω 0~700 串联一个电阻
【解析】
(1)[1]小灯泡正常工作时的电阻
(2)[2]闭合开关S，电流表、电压表示数都为0，若故障只发生在R0或灯L处，那么电路故障一定是R0断路。因为R0断路，则电路中无电流，电流表示数为0；无电流通过灯泡，则灯泡两端没有电压，所以电压表示数也为0。
(3)[3][4]当F=0时，变阻器接入电路的电阻为其最大值
，电源电压为三串联导体电压之和
①
由灯泡的铭牌可求灯泡的额定电流
当F＝700N时，电流表的示数正好为0.2A，说明此时小灯泡正常工作，其两端电压等于额定电压3V；由表中数据可知，拉力F每增大100N，滑片P与B端距离相应减少5cm，依此可得F=700N时，滑片P与B端距离为5cm。变阻器最大阻值为，其有效电阻和接入电路中的长度成正比
由上式可得，变阻器此时接入电路中的电阻
电源电压为
②
由①②两式联立可得
(4)[5][6]综上所述，当F=700N时，小灯泡正常发光，说明此时电路中电流为0.2A，灯泡两端电压已达3V。如果F超过700N，变阻器电阻会随之减小，由串联电路的分压原理不难得到灯泡两端电压会超过3V，电压表就有烧坏的可能，故F的范围为
，即该电子测力计的量程为。若要使其量程增加，则要求F超过700N时，电路中的电流不能超过0.2A（这样电压表的示数就不会超过3V），故可行的方法是可以在电路中按照需要再串联一个电阻。
