Question

为锻炼身体,小华利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R₁间的摩擦不计)。定值电阻R₀ = 5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R₁ = 25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程为O～0.6A。则：
⑴当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，求此时闭合开关后电流表的示数；
⑵已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。闭合开关后，若电流表指针指在0.2A处，求作用在拉环上水平向右的拉力大小。

Answer 1

（1）0.1A （2）150N

试题分析：如图所示，电路是串联电路，所以当拉环不受外力时，P在a端：电路中的总电阻R_总=R₀ + R₁ = 25Ω+5Ω=30Ω，所以电路中的电流为：；
（2）当I′=0.3A时，R_总′=
R₁′=R_总′-R₀=15Ω-5Ω=10Ω，当R₁连入电路的电阻是10Ω时，根据 ，所以R₁连入电路中的长度为2cm，所以滑片P向右移动了3cm，所以根据图像拉力为150N。
点评：理解由于滑片的移动，当连入电阻最小时，电流表的示数最大；当连入电阻最大时，电流表的示数最小，会在不同状态下利用欧姆定律是关键