Question

【題目】小華同學(xué)為探究水流對不同形狀物體的沖擊力，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(jì)，粗細(xì)均勻的電阻絲MN全長12cm，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(guān)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(shí)，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，此時(shí)電流表滿偏．測量時(shí)，滑塊穩(wěn)定后，小華通過電流表示數(shù)可計(jì)算出物體受到的水流沖擊力大小．

（1）電阻Ro的阻值為多少？

（2）當(dāng)電流表讀數(shù)為0.5A時(shí)，物體所受的沖擊力大小為多少？

Answer 1

【答案】 3Ω 16N

【解析】試題分析：

（1）因?yàn)樗�流沖擊力為零時(shí)，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，即電阻絲接入電路的阻值為零，此時(shí)電流表滿偏，電流I=1A

電阻R0的阻值 R0=U/I=3V/1A=3Ω

（2）電流為I＇=0.5A時(shí)

電阻絲電阻R=U/I-R0=3V/0.5A-3Ω=3Ω

接入電路的長度為3Ω×12㎝/9Ω=4cm

由圖乙知：彈簧彈力與其伸長量的關(guān)系F="Kx" ，把F=24N和x="6cm" 代入解得： K=4N/cm

則F==kx=4N/cm×4cm=16N