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    2．小科学习了电学知识后准备制作一个电子拉力计．现有如下器材：一个电压恒为12V的电源；一个阻值为20Ω的定值电阻R0；一个量程为0～0.6A的电流表；一个开关；若干导线；一根长为8cm、阻值为40Ω的均匀电阻丝R1（它的阻值与其长度成正比）；一根轻质弹簧，一端可以固定，另一端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计），它的伸长量与受到的拉力关系图象如图乙所示．（图甲为弹簧不受拉力时的状态）

    （1）请利用上述器材制作电子拉力计，在图甲中完成电路图．
    （2）请计算并在图丙中标出测力计零刻度位置．
    （3）求出拉力为10N时电流表的示数．
    （4）请推导出拉力F与电流表示数I的关系式．

    分析 （1）由题意可知，对弹簧施加拉力时，弹簧的伸长量发生变化，变阻器接入电路中的电阻发生变化，电路中的电流发生变化，据此判断电路的连接方式；
    （2）当测力计示数为零时，R1接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，并在丙图中标出对应的刻度位置；
    （3）由图乙可知拉力F=10N时弹簧的伸长量，根据均匀电阻丝的阻值与其长度成正比求出R1接入电路中的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
    （4）由图乙可知，弹簧的拉力与伸长量成正比，据此求出拉力为F时弹簧的伸长量，然后求出电阻丝R1接入电路中的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即可得出答案．

    解答 解：（1）由题意可知，从电源的正极出发，依次串联电流表、弹簧、滑动变阻器、定值电阻R0、开关即可，如下图所示：

    （2）当测力计示数为零时，R1接入电路中的电阻最大，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，电路中的电流：
    I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1大}}$=$\frac{12V}{20Ω+40Ω}$=0.2A，
    测力计零刻度的位置如下图所示：

    （3）由图乙可知，拉力F=10N时，弹簧的伸长量△L1=2cm，
    因均匀电阻丝的阻值与其长度成正比，
    所以，R1接入电路中的电阻：
    R1′=$\frac{L-△{L}_{1}}{L}$×R1大=$\frac{8cm-2cm}{8cm}$×40Ω=30Ω，
    此时电流表的示数：
    I′=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}′}$=$\frac{12V}{20Ω+30Ω}$=0.24A；
    （4）根据图乙可知，当拉力为40N时，弹簧的伸长量为8cm，且伸长量与弹簧的拉力成正比，
    所以，当拉力为F时，则有：
    $\frac{△L}{F}$=$\frac{8cm}{40N}$，△L=$\frac{8cm}{40N}$F，
    此时电阻丝R1接入电路中的电阻：
    R1=$\frac{L-△L}{L}$×40Ω=$\frac{8cm-\frac{8cm}{40N}F}{8cm}$×40Ω=40Ω-F×1Ω/N，
    电路中的电流：
    I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{12V}{20Ω+40Ω-F×1Ω/N}$=$\frac{12V}{60Ω-F×1Ω/N}$．
    答：（1）电路图如上图所示；
    （2）拉力为零时，电路中的电流为0.2A，测力计零刻度的位置如上图所示；
    （3）拉力为10N时电流表的示数为0.24A；
    （4）拉力F与电流表示数I的关系式为I=$\frac{12V}{60Ω-F×1Ω/N}$．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，正确的连接实物电路图以及得出拉力F、弹簧伸长量、变阻器接入电路中的电阻是关键．

    练习册系列答案
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    12．如图所示，AB是在平面镜前的物体，作出物体平面镜中的像，作图及先后次序正确的是（　　）
    A．B．C．D．

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    13．如图所示，烧杯里面装有一定量分水（图甲），用弹簧测力计吊着未知物体，先将物体浸没在水中（图乙），水位升高到B处，示数是18N；再将物体缓慢提出，使水位下降到AB的中点C处，示数是23N（不计物体带出的水）．则物体浸没时受到的浮力是10N，物体的密度是2.8×103kg/m3．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    10．某科学兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的水透镜，并利用水透镜探究“透镜成像”，如图所示．

    （1）图甲中，从形状上可以判断此时的水透镜是凸（选填“凹”或“凸”）透镜．研究小组对水透镜中继续注入少许水，发现焦点左移，抽出少许水后，焦点右移；并测得了水透镜的多个焦距值．这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距越小（选填“大”或“小”）．
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    17．如图所示，下列说法错误的是（　　）
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    B．图乙所示实验中，空气压缩仪通过做功改变筒内空气的内能
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    D．图丁所示是四冲程汽油机工作过程的压缩冲程

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    7．某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器规格“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（　　）
    A．电路中电流变化的范围是0.18～0.5 A
    B．滑动变阻器阻值变化的范围是2.5～10Ω
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    14．小科用图1所示的电路探究电流与电阻的关系．已知电源电压为6伏，滑动变阻器R2的最大电阻为20欧，电阻R1为l0欧．

    （1）根据电路图用笔代替导线连接好图2实物图．
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    （3）小聪同学也按图1所示的电路实验，电源电压保持不变，他不断改变电阻Rl的阻值，测得相应的电流如表一．分析表一数据可知：电流跟电阻不成反比，其原因是没有控制电压表示数不变．
    次数 R1 （欧）I1（安） 
    1 10 0.3 
    2  20 0.18
    3  30 0.15

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    A．电视机的后盖有许多孔
    B．电脑机箱内有小风扇
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