Question

为了锻炼身体，小莉设计了一个电子拉力计，试图用电压表的示数表示出拉力的大小，原理如图13（甲）所示。其中，电源电压U=12V；电压表的量程为3V；R₀=10Ω；R₁是一根均匀电阻线（电阻值与长度成正比），总长为10cm，总电阻为50Ω；弹簧右端固定金属片P，并连接拉环，P与R₁的左端拉触，当拉环受到拉力作用时，弹簧伸长并带动P在R₁上滑动，弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图13（乙）所示，弹簧能承受足够大拉力，其电阻值不计。

（1）该电子拉力计能测量的最大拉力是多少？

（2）为了使电子拉力计能测量的最大拉力达到600N，在保持其它元件不变的情况下，R₀应改用多大阻值的电阻？

Answer 1

（1）电路中的电流：

当电压表的示数为最大值时：

滑片P滑过的电阻线的阻值为：

电阻线的阻值与长度的比值：

滑片P滑过的长度，即弹簧伸长的长度：

由乙图可知当时，F=300N，即为电子拉力计最大测量值

（2）拉力为600N时，由乙图可知（1分）

则滑片P滑过的电阻线的电阻：

此时电压表示数为最大值

则电路中的电流为：

由　　　　 解得：