Question

【題目】如圖甲所示為一自制握力測試器，虛線框內(nèi)部分為握力測試端，B固定不動連接于輕彈簧一端，A端與金屬片P相連并連接彈簧另一端，彈簧電阻不計，A、B與手接觸處絕緣。

(1)電路設(shè)計：要使握力計能正常工作，下列電路連接正確的是（______）

A.點“1”與點“2”連接　　

B.點“1”與點“3”連接

C.點“2”與點“3”連接　　

(2)正確完成電路連接后，閉合開關(guān)S，改變施加在A、B兩端握力大小，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終不變且不為零，發(fā)生故障的原因可能是（______）

A.R0斷路 B.R1短路

C.電壓表短路 D.金屬滑片P處斷路

(3)刻度調(diào)試：當(dāng)A、B端不受握力時，使金屬滑片P處于R1的a端，此時電壓表的示數(shù)為零。當(dāng)A、B端所受握力為10N時，金屬滑片P剛好指在R1上距離a端長度處，請計算回答“10N”應(yīng)標(biāo)在電壓表_____伏的位置上？（電阻R0=5Ω，電阻R1=20Ω，電源電壓U=3.0V，電壓表的量程為 0~3.0V）

(4)若金屬滑片P在a端時，彈簧剛好處于原長，彈簧所受壓力和彈簧壓縮量之間的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)電壓表示數(shù)如圖丙所示，此時對應(yīng)的握力為 _____N。

Answer 1

【答案】B D 1.5 40

【解析】

(1)[1]要使握力計能正常工作，握力大小變化時，引起連入電阻變化、電壓表的示數(shù)變化，應(yīng)將點“1”與點“3”連接，故選B。

(2)[2]發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，但始終不變，可能電路某處開路或短路，即R0短路或金屬滑片P處斷路時電壓表測電源的電壓示數(shù)不變，而R0斷路、R1短路、電壓表短路時電壓表均無示數(shù)，所以發(fā)生故障的原因可能有金屬滑片P處斷路，故選D。

(3)[3]當(dāng)A、B端所受握力為10N時，金屬滑片P剛好指在R1上距離a端長度處，變阻器連入電路的電阻

R1=×20Ω=5Ω

電路中的電流

I==0.3A

R1兩端的電壓

U1=IR1=0.3A×5Ω=1.5V

(4)[4]由圖丙可知，電壓表的量程是0~3V，分度值是0.1V，電壓表的示數(shù)是2.4V，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律得到通過電路的電流

I1==0.12A

變阻器連入電路的電阻

=20Ω

由于變阻器的最大阻值是20Ω，變阻器處于阻值最大處，彈簧處于最大壓縮量，對應(yīng)的最大壓力是40N。