题目内容
【题目】小平同学爱好锻炼身体，在学校科技创新大赛中，他利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），图甲是原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）。定值电阻R0是10，ab是一根长度为10cm的均匀电阻丝，阻值R1是20，电源电压U是3V，电压表的量程为0~3V。
(1)作用在拉环上拉力的大小可以通过电压表示数的大小来反映，当作用在拉环上的力增大时，电压表的示数将________（选填“增大”“减小”或“不变”）；
(2)当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为________V；
(3)已知该弹簧伸长的长度与所受的拉力F间的关系如图乙所示，通过计算，说明开关S闭合后，当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为__________。
【答案】增大 1 375N
【解析】
(1)[1]分析电路图可知，电阻R1和R0是串联的，电压表测的是R0两端的电压，当作用在拉环上的力增大时，滑片向右移动，R1的电阻变小，导致电路的总电阻变小，总电压是电源电压不变，根据公式
可得电路中的电流变大，对于R0其阻值不变，电流变大，根据公式
得，R0两端的电压变大，即电压表示数变大。
(2)[2]当拉环在a端时，R1接入电路的电阻最大为20 ，此时电路中的电流为
R0两端的电压为
则电压表示数为1V。
(3)[3]当电压表示数为2V时，R0两端的电压为2V，此时电路中的电流为
此时，R1两端的电压为
此时R1接入电路的电阻为
所以，此时接入电路的长度为
此时弹簧的伸长量为
根据乙图可知，弹簧的伸长量与弹簧所受的拉力成正比，根据图当拉力为500N时弹簧伸长10cm，所以当弹簧伸长7.5cm时所受的拉力F为
即此时拉环上水平向右的拉力为375N。
【题目】阅读短文，回答问题：
太阳能路灯
城市大力发展绿色能源，如图甲是城市道路两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成。它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。
LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2-4V）、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光。实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表：
电压/V | 1 | 1．5 | 2．0 | 2．3 | 2．5[ | 2．8 | 3．0 | 3．3 | 3．5 | 3．6 | 3．7 |
电流/mA | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 60 | 160 | 380 | 690 | 900 | 1250 |
（1）太阳能电池板将太阳能转化为 能，给蓄电池充电时转化为 能。太阳能是___________能源（选填“一次”或“二次”）。
（2）为使LED发光二极管正常工作，应将几个LED发光二极管 （选填“串联”或“并联”）才能安全使用。
（3）如图乙所示，晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与 （选填“a”或“b”）触点接触。
（4）这种LED发光二极管的电压从2．5V变化到3．6V时，LED的电功率增加了 W。
