题目内容
为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,下图是原理图。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)。R0为定值电阻,a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝。当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端。
(1)小明在电路中连入RO的目的是 ;
(2)随着将拉环向右拉,P在c点时,电流表、电压表的示数分别为0.4A、4V,P在d点时,电流表、电压表的示数为0.6A、3V,则R0的阻值、电源电压各为多少?
(3)设计中所用的弹簧,在一定的限度内,所受拉力与 成正比。
(4)若c、d间的长度为2cm,则R1的最大阻值为多少?
(5)小明将电流表的表盘改为拉力计的表盘,当不拉拉环时, 拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的 A处。
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(1)保护电路,避免因电流过大损坏电流表。 (1分)
(2)P在c点时,U电源=Uc+Ic·R0,即U电源=4V+0.4A·R0 ① (1分)
P在d点时,U电源=Ud+Id·R0,即U电源=3V+0.6A·R0 ② (1分)
由①、②式得, U电源=6V (1分)
R0 =5Ω (1分)
(3)伸长量 (1分)
(4)Rcd=Rc- Rd=4V/0.4A- 3V/0.6A=5Ω (1分)
Rcd/ R1=Lcd/Lab 即:5Ω/ R1=2cm/6cm R1=15Ω (2分)
(5)I=U/( R0+ R1)=6V/(15Ω+5Ω)=0.3A (1分)