Question

【題目】圖甲是一電子拉力計原理圖．硬質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（P與R間的摩擦不計）．電壓表量程為0～3V，a、b是一根長為L＝6cm的均勻電阻絲，阻值R＝30Ω（相當于一個滑動變阻器），電源電壓U＝6V，不施加拉力時滑片P位于a端．

（1）R0在電路中的作用是保護電路，要保證電壓表能正常工作，計算R0的最小值；

（2）已知該彈簧伸長的長度L與所受拉力F間的關系如圖乙所示，若R0=45Ω，當電壓表的示數為1.6V時，計算作用在拉環上水平向右的拉力和此拉力器的量程．

Answer 1

【答案】（1）30Ω （2）400N；0～600N

【解析】

(1)電壓表示數為3V時，電路電流為：

R0和R是串聯關系，電壓為：

U0=U-U1=6V-3V=3V，

此時電阻R0的阻值為：

(2)因電壓表在電路中相當于斷路，則由圖知，R始終以最大阻值接入電路中與電阻R0串聯，電壓表測R滑片左側電阻絲兩端的電壓，則電路中的電流：

與電壓表并聯部分電阻的阻值為：

此時彈簧的伸長量為：

，

由圖乙所示圖象可知，此時的拉力為400N；

電阻絲的長度為6cm，當滑片移到b端時拉力最大，即此時△L=6cm，由圖乙所示圖象可知，此拉力器的量程為：0～600N；