Question

（2011?鎮(zhèn)江模擬）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，圖甲是原理圖．硬質(zhì)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R_ab=25Ω，電源電壓U=3．OV，電流表的量程為 O～0.6A，當不拉拉環(huán)時，金屬滑片P剛好處于a端．已知該彈簧伸長的長度△L與所受拉力F間的關系如圖乙所示．
（1）小明在電路中連入R₀的目的是

保護電路

．
（2）小明將電流表的表盤改為拉力計的表盤，當不拉拉環(huán)時，拉力計表盤上的零刻度應標在電流表表盤的

0.1

A處．
（3）通過計算說明，電流表表盤的0.6A處應標多少牛？
（4）改裝后電流表的表盤刻度有什么特點？

Answer 1

分析：由圖可知定值電阻R₀與可變電阻R_ab組成串聯(lián)電路，當滑片P在a端時R_ab=25Ω，電路中的電阻最大，此時電路中的電流最小，彈簧沒有伸長，處于不受拉力狀態(tài)．當滑片P在_b端時R_ab=0Ω，此時電路中的電阻最小，電流最大，彈簧伸長最長，處于受拉力最大狀態(tài)．

解答：解：（1）小明在電路中連入R₀的目的是防止電流過大而燒壞電流表，起到保護電路的作用；
故答案為：保護電路．
（2）如圖所示，當不拉拉環(huán)時R_ab=25Ω，定值電阻R₀=5Ω，定值電阻R₀與可變電阻R_ab組成串聯(lián)電路，電源電壓U=3V，
電流表的示數(shù)為：I=

U

Rab+R0

=

3V

25Ω+5Ω

=0.1A
所以拉力計表盤上的零刻度應標在電流表表盤的0.1A處．
故答案為：0.1．
（3）電流表表盤示數(shù)為0.6A處，電路中的電阻為

3V

0.6A

=5Ω，
電路中電阻R_ab=0Ω，彈簧伸長5cm，
由圖乙可知此時拉力的大小為500N，
故應標為500N．
答：電流表表盤的0.6A處應標500N．
（4）刻度盤往右方向拉力數(shù)值越來越大；拉力刻度值跨距左密右疏．

點評：能否通過圖甲準確判斷定值電阻R0與可變電阻Rab的電路關系，了解滑片在不同位置時電路所處的狀態(tài)，并轉(zhuǎn)化成拉力所對應的示數(shù)是本題的解題關鍵．