为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图是原理图.硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,

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  • 解题思路:(1)由图可知定值电阻R0与可变电阻R1组成串联电路,已知滑片P在c、d两点时电流表和电压表的示数,以电源电压为等价列关系式即可求出R0的阻值和电源电压;

    (2)根据欧姆定律分别求出Rc和Rd,然后求出电阻丝长度为2cm时的阻值,从而进一步求出电阻的最大阻值;

    (3)当滑片P在a端时Rab=15Ω,电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,弹簧没有伸长,处于不受拉力状态.

    (1)∵I=[U/R]

    ∴根据题意可得:U=4V+0.4A×R0---①

    U=3V+0.6A×R0------②

    联立①②可得:R0=5Ω;U=6V;

    (2))∵I=[U/R]

    ∴由U=IR可得:6V=0.4A×Rc+0.4A×5Ω

    Rc=10Ω;

    6V=0.6A×Rd+0.6A×5Ω

    Rd=5Ω;

    即电阻丝为2cm时的阻值为10Ω-5Ω=5Ω;

    在其他条件一定时,电阻与长度成正比,因此电阻丝的最大阻值为[6cm/2cm]×5Ω=15Ω;

    (3)如图所示,当不拉拉环时Rab=15Ω,定值电阻R0=5Ω,定值电阻R0与可变电阻Rab组成串联电路,电源电压U=6V,电流表的示数为:

    I=[U/R]=[6V/5Ω+15Ω]=0.3A;

    所以拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.3A处.

    答:(1)R0的阻值、电源电压分别为5Ω和6V;

    (2)若c、d间的长度为2cm,则R1的最大阻值为15Ω;

    (3)小明将电流表的表盘改为拉力计的表盘,当不拉拉环时,拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.3A处.

    点评:

    本题考点: 电路的动态分析.

    考点点评: 能否通过图甲准确判断定值电阻R0与可变电阻Rab的电路关系,了解滑片在不同位置时电路所处的状态,并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键.

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