Question

（8分）为锻炼身体，小明利用物理知识设计了一个电子拉力计，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 = 5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1最大值为25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为 0～0.6A。则：

（1）（2分）小明在电路中连入R0的 目的

（2）（2分）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，求此时闭合开关后电流表的示数；

（3）（4分）已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。闭合开关后，若电流表指针指在0.3A处，求作用在拉环上水平向右的拉力大小。

 

Answer 1

（1）防止电流过大而烧坏电流表(或保护电路)；（2）0.1A；(3)200N

【解析】

试题分析：（1）由上图可知，如果没有R0，当R1连入电路的阻值为零时，会造成电源短路，所以，电路中连入R0的 目的防止电流过大而烧坏电流表(或保护电路)；

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，求此时闭合开关后电流表的示数为

I=U／（R0＋R1）＝3V／（5Ω＋25Ω）＝0.1A；

(3)闭合开关后，若电流表指针指在0.3A处，R1连入电路的阻值为R1／＝U/I－R0＝3V／0.3A－5Ω＝5Ω；

此时R1连入电路的长度为（5Ω／25Ω）×5cm＝1cm

弹簧伸长的长度为5cm－1cm＝4cm

由图乙可知，则作用在拉环上水平向右的拉力大小为200N。

考点：欧姆定律