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。則：
⑴當拉環不受拉力時，滑片P處于a端，求此時閉合開關后電流表的示數；
⑵已知該彈簧伸長的長度ΔL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0.2A處，求作用在拉環上水平向右的拉力大小。

Answer 1

（1）0.1A （2）150N

試題分析：如圖所示，電路是串聯電路，所以當拉環不受外力時，P在a端：電路中的總電阻R_總=R₀ + R₁ = 25Ω+5Ω=30Ω，所以電路中的電流為：；
（2）當I′=0.3A時，R_總′=
R₁′=R_總′-R₀=15Ω-5Ω=10Ω，當R₁連入電路的電阻是10Ω時，根據 ，所以R₁連入電路中的長度為2cm，所以滑片P向右移動了3cm，所以根據圖像拉力為150N。
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