Question

【题目】如图甲是一电子拉力计原理图，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）。电压表量程为0~3V，a、b是一根长为L=6cm的均匀电阻丝，阻值R=30Ω，电阻丝的电阻与长度成正比。电源电压恒为U=6V，不施加拉力时滑片P位于a端：

(1)R0在电路中的作用是保护电路，要保证电压表能正常工作，计算R0的最小值；

(2)已知该弹簧伸长的长度与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0=45Ω，当电压表的示数为1.6V时，计算作用在拉环上水平向右的拉力和此拉力器拉力的量程。

Answer 1

【答案】(1)30Ω；(2)400N，0~600N

【解析】

(1)根据串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。

(2)由串联电路特点与欧姆定律求出与电压表并联的电阻阻值，然后求出弹簧的伸长量，再求出拉力大小；最后由图像求出拉力器的量程。

(1)电压表示数为3V时，电路电流

此时电阻R0的阻值

(2)由图甲可知，R始终以最大阻值接入电路中与电阻R0串联，电压表测R滑片左侧电阻丝两端的电压，则电路中的电流

与电压表并联部分电阻的阻值为

此时弹簧的伸长量为

由图乙可知，此时的拉力为400N；

电阻丝的长度是6cm，当滑片移到b端时拉力最大，即此时，由图乙可知，此拉力计的量程是0~600N。

答：(1)R0的最小值为30Ω；(2)作用在拉环上水平向右的拉力是400N，此拉力器拉力的量程是0~600N。