(2008•南宁)为锻炼身体,小刚利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图甲是其原理图.硬质弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R接触良好且摩擦不计).定值电

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/07 23:51:30

(2008•南宁)为锻炼身体,小刚利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图甲是其原理图.硬质弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R接触良好且摩擦不计).定值电
(2008•南宁)为锻炼身体,小刚利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图甲是其原理图.硬质弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R接触良好且摩擦不计).定值电阻R0=5Ώ,R是一根长为5cm的均匀电阻线(阻值跟长度成正比),其最大阻值为25Ώ,电源电压为3V,电压表的量程为0~3V,当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于b端.已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F问的关系如图乙所示.
求:
(1)小刚要把电压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 应标在电压表表盘的多少伏处?
(2)闭合开关,当电压表的指针指在1.5V时,电阻线接人电路中的电阻值为多少欧?此时,作用在拉环上竖直向上的拉力为多少牛?
)∵当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于b端,电阻R全连入,
∴I=U/(R0+R)=3V/(5Ω+25Ω)=0.1A
U0=IR0=0.1A×5Ω=0.5V
即拉力计表盘上的零刻度 应标在电压表表盘的0.5V处;
(2)当电压表的示数U0′=1.5V时,
I′=U′0/R0=1.5V/5Ω=0.3A
所以电阻线连入电路的电阻值:
R′=U-U′0I′=3V-1.5V0.3A=5Ω
因为弹簧的伸长量:
△L=5cm-5Ω/25Ω×5cm=4cm△L=5cm-5Ω/25Ω×5cm=4cm
由弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系图可知:
F=400N;
为什么弹簧伸长度为△L=5cm-5Ω/25Ω×5cm=4cm△L=5cm-5Ω/25Ω×5cm=4cm?为什么要还用5cm减?

(2008•南宁)为锻炼身体,小刚利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图甲是其原理图.硬质弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R接触良好且摩擦不计).定值电
答:目的是为了求滑动头上升的距离,这个距离就等于弹簧的伸长量.
  ab的长度为5cm,总电阻为25Ω,则每1cm对应长度为5Ω.滑动变阻器取5Ω时,滑动头到a端的距离就只有1cm,也就是滑动头要上升5cm-1cm=4cm,即上升4cm,弹簧就得伸长4cm.

当滑动变阻器电阻值为5Ω时距A点的距离为5Ω/25Ω×5cm=1cm(这一段接入电路),距B点的距离与弹簧伸长量相同,故用5cm-1cm=4cm

因为 电阻用的是Rap,也就是Rab-Rbp 即5-1