Question

為鍛煉身體，小華利用所學物理知識設計了一個電子拉力計，圖30甲是原理圖．硬質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R₁間的摩擦不計）．定值電阻R=5Ω，a、b是一根長為5cm的均勻電阻絲，阻值R₁=25Ω，電源電壓U=3V，電流表的量程為O～0.6A．則
（1）當拉環不受拉力時，滑片P處于a端，求閉合開關后電流表的示數；
（2）已知該彈簧伸長的長度△L與所受拉力F間的關系如圖乙所示．閉合開關后，若電流表指針指在0.3A處，求作用在拉環上水平向右的拉力大小．

Answer 1

【答案】分析：分析滑片P在a端（電阻全連入為25Ω ）時的電路組成，利用歐姆定律求解，若知道電流表的示數，根據歐姆定律可求R₁連入的阻值再根據圖乙找出拉力大小．
解答：解：（1）拉環不受外力時，P在a端：
（2）當I′=0.3A時，
R₁′=R_總′-R=10Ω-5Ω=5Ω，
當R₁連入電路的電阻是5Ω時，R₁連入電路中的長度為1cm，滑片向右移動的距離△L=5cm-1cm=4cm，
由圖乙知，作用在拉環上的力F=400N．
答：（1）當拉環不受拉力時電流表的示數為0.1A；
（2）作用在拉環上水平向右的拉力大小為400N．
點評：理解由于滑片的移動，當連入電阻最小時，電流表的示數最大；當連入電阻最大時，電流表的示數最小，會在不同狀態下利用歐姆定律是關鍵