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，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R=5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1=25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为 O～0.6A．
（1）小明在电路中连入R的目的是______．
（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电流表的读数为______A．
（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示．通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？
【答案】分析：（1）由图可知定值电阻R与可变电阻Rab组成串联电路，当滑片P在b端时Rab=0，如果没有定值电阻R将会造成电源短路；
（2）当滑片P在a端时，R与Rab串联，处于不受拉力状态，知道电源电压和两阻值大小，利用欧姆定律求此时电路中的电流；
（3）当电流为0.3A时，利用欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻，进而求出连入电路中的电阻线长度，求出弹簧的伸长量，再由乙图得出拉力大小．
解答：解：（1）小明在电路中连入R的目的是防止电流过大而烧坏电流表；
（2）当滑片P在a端时，R与Rab串联，
I=
=
=0.1A；
（3）当电流为0.3A时
I′=
=
=0.3A；
∴变阻器连入电路中的电阻为：Rab′=5Ω
连入电路中的电阻线长度：L′=
×5cm=1cm，
则弹簧的伸长量：△L=5cm-1cm=4cm，
由图象可知拉力：F=400N．
故答案为：（1）防止电流过大而烧坏电流表；
（2）0.1；
（3）作用在拉环上水平向右的拉力为400N．
点评：能否通过图甲准确判断定值电阻R与可变电阻Rab的电路关系，了解滑片在不同位置时电路所处的状态，并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键．
（2）当滑片P在a端时，R与Rab串联，处于不受拉力状态，知道电源电压和两阻值大小，利用欧姆定律求此时电路中的电流；
（3）当电流为0.3A时，利用欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻，进而求出连入电路中的电阻线长度，求出弹簧的伸长量，再由乙图得出拉力大小．
解答：解：（1）小明在电路中连入R的目的是防止电流过大而烧坏电流表；
（2）当滑片P在a端时，R与Rab串联，
I=
==0.1A；（3）当电流为0.3A时
I′=
==0.3A；∴变阻器连入电路中的电阻为：Rab′=5Ω
连入电路中的电阻线长度：L′=
×5cm=1cm，则弹簧的伸长量：△L=5cm-1cm=4cm，
由图象可知拉力：F=400N．
故答案为：（1）防止电流过大而烧坏电流表；
（2）0.1；
（3）作用在拉环上水平向右的拉力为400N．
点评：能否通过图甲准确判断定值电阻R与可变电阻Rab的电路关系，了解滑片在不同位置时电路所处的状态，并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键．
练习册系列答案
习题精选系列答案
相关题目
（2008?海淀区二模）为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个用电流表显示拉力大小的电子拉力计，图甲是原理图．弹簧右端和金属滑片P固定在一起，定值电阻R0=5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值Rab=25Ω，电源两端电压U=4.0V恒定不变，电流表的量程为0～0.6A．当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示，弹簧的电阻及P与Rab间的摩擦均不计，且P与电阻丝之间始终接触良好．电流表表盘的0.4A处应标的拉力大小为
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，图是它的原理图．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是一根均匀电阻丝，阻值R1=25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为 0～0.6A．