Question

（12分）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，如图是原理图。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)。定值电阻R₀=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_O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ΔL与所受拉力F间的关系如图所示。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?

Answer 1

（1）防止电流过大而烧坏电流表(或答保护电路)；（2）0.1A；（3）400N

解析：考查考生从电路图、实验数据图分析、读取信息、得出结论的科学探究能力，涉及的知识内容包括①串联电路及串联电路中总电阻与分电阻的关系；②欧姆定律；③电阻大小与电阻线长度的关系等多个方面的问题。此题综合性强。

（1）防止电流过大而烧坏电流表(或答保护电路)；（2）滑片P处于a端，闭合开关后电流表的读数为A=0.1A；

（3）当电流为0.3A时变阻器连入电路中的电阻为：

R₁=R―R₀=U/I―R₀=3V/0.3A―5Ω=5Ω

连入电路中的电阻线长度为L′=×5cm=1 cm

则弹簧的伸长量为△L＝5cm－1 cm＝4cm

由图象可知拉力F=400N