Question

小華同學為探究水流對不同形狀物體的沖擊力，設計了一個實驗裝置，如圖甲所示。

 電源電壓保持3Ｖ不變，電流表量程為0～1A，電阻不計，粗細均勻的電阻絲MN全長12㎝，總電阻為9Ω,它的阻值與其接入電路的長度成正比。水平光滑桿AB上套有彈簧，彈簧彈力與其伸長量x的關系如圖乙所示，彈簧左端固定，右端連接有滑塊，滑塊與滑片P、物體Q通過硬桿相連。滑片與電阻絲始終保持良好接觸。水流沖擊力為零時，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，此時電流表滿偏。測量時，滑塊穩定后，小華通過電流表示數可計算出物體受到的水流沖擊力大小。

（1）電阻R_ｏ的阻值為多少？

（2）當電流表讀數為0.5A時，物體所受的沖擊力大小為多少？

 

Answer 1

（1）電流表滿偏時，電流I=1A

     R₀=U/I=3V/1A=3Ω                                                    （2分)

   （2）電流為I＇=0.5A時

電阻絲電阻R=U/I^/-R₀=3V/0.5A-3Ω=3Ω                                  （1分)

接入電路的長度為4cm                                                 （1分）

由圖知：F=Kx        K=4N/cm                                         （1分)

        x=4cm

則F=16N                                                             （1分)