Question

（12分）為鍛煉身體，小明利用所學物理知識設計了一個電子拉力計，如圖是原理圖。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R₀=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。

（1）小明在電路中連入R_O的目的是______________。

（2）當拉環不受拉力時，滑片P處于a端，閉合開關后電流表的讀數為___________A.

（3）已知該彈簧伸長的長度ΔL與所受拉力F間的關系如圖所示。通過計算說明, 開關S閉合后，當電流表指針指在0.3A處，作用在拉環上水平向右的拉力為多大?

Answer 1

（1）防止電流過大而燒壞電流表(或答保護電路)；（2）0.1A；（3）400N

解析：考查考生從電路圖、實驗數據圖分析、讀取信息、得出結論的科學探究能力，涉及的知識內容包括①串聯電路及串聯電路中總電阻與分電阻的關系；②歐姆定律；③電阻大小與電阻線長度的關系等多個方面的問題。此題綜合性強。

（1）防止電流過大而燒壞電流表(或答保護電路)；（2）滑片P處于a端，閉合開關后電流表的讀數為A=0.1A；

（3）當電流為0.3A時變阻器連入電路中的電阻為：

R₁=R―R₀=U/I―R₀=3V/0.3A―5Ω=5Ω

連入電路中的電阻線長度為L′=×5cm=1 cm

則彈簧的伸長量為△L＝5cm－1 cm＝4cm

由圖象可知拉力F=400N