问题 论证题

小强同学利用学过的物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是其原理图.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,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝(电阻值与长度成正比),其阻值R1=25Ω电压U=3V,电流表的量程为0﹣0.6A.小强的同桌提出了下列两个问题:

①为什么要在电路中接入R0

②当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关S后电流表的读数是多少A?小强的回答如下:

答:①其实R0可有可无,我只是觉得接入R0更好玩;

②当拉环不受拉力时,闭合开关S后,根据欧姆定律,可计算得电流表的读数为:I===0.6A

(1)你认为小强的回答和计算都正确吗?若都正确请说明理由,若有错请指出并更正.之后小强也向同桌提出了一个问题:

(2)我使用的弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示.请你计算一下,要使开关S闭合后,电流表指针指在0.3A处,作用在拉环上水平向右的拉力应是多大?

请你先判断小强的回答,再回答小强提出的问题.

答案

(1)①小强的回答不正确.电路中必须接入R0,其目的是保护电流表.

②当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关S后电流表的读数应为I===0.1A.

(2)当电流表读数为0.3A时,

根据欧姆定律,可得R0两端的电压为U0=I1R0=0.3A×5Ω=1.5V,

则R1两端的电压为:U1=U﹣U0=3V﹣1.5V=1.5V,

故R1接入电路部分的电阻R1===5Ω,

因电阻丝的电阻值与长度成正比,

故可知弹簧被拉长的长度为△L=×(R1﹣R0)=×20Ω=4cm,

对照图乙,可知作用在拉环上的水平向右的拉力为F=400N.

单项选择题
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