Question

圖甲是一個(gè)電子拉力計(jì)原理圖。硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(P與R₁間的摩擦不計(jì))。電壓表量程為0～3V，a、b是一根長(zhǎng)為6cm的均勻電阻絲，阻值R₁=30Ω，電源電壓U="6V" 。
（1）要保證電壓表能正常工作，電路中R_O至少應(yīng)為         。
（2）當(dāng)拉環(huán)不受拉力時(shí)，滑片P處于a端，閉合開(kāi)關(guān)后電壓表的讀數(shù)為 _V。
（3）已知該彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度ΔL與所受拉力F間的關(guān)系如圖乙所示，若R₀=45Ω，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明, 開(kāi)關(guān)S閉合后，當(dāng)電壓表指針指在0.8V處，作用在拉環(huán)上水平向右的拉力為多大?此拉力器的量程為多少？

Answer 1

（1）30Ω  （2）0V （3）200N  0-600N

試題分析：本題中是定值電阻R₀與電阻R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)的是變阻器R₁中aP間的電壓，但變阻器R₁接入電路的電阻不變，滑片P在移動(dòng)時(shí)，電路中電流不變，當(dāng)滑片P兩只右移時(shí)，aP間的電阻變大，電壓表的示數(shù)也將變大，電壓表的量程為0-3V，所以aP間的電壓最大值為3V，此時(shí)aP間的阻值為30Ω，電路中的電流為0.1A。電阻R₀兩端的電壓為6V-3V=3V，R₀的電阻為。當(dāng)滑片P移至a端，此時(shí)aP間的電阻為零，根據(jù)歐姆定律，其兩端電壓也為零。
當(dāng)R₀=45Ω時(shí)，電路中的電流為
aP間的電阻為：
變阻器是利用了改變電阻線的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻的，電阻大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比。根據(jù)電阻線的長(zhǎng)度和電阻，可以求出aP間長(zhǎng)度：，L_aP=2cm。根據(jù)電阻線的長(zhǎng)度與電阻拉力的關(guān)系可以得出此時(shí)拉力為200Ω。串聯(lián)電路分電壓，當(dāng)aP間的長(zhǎng)度為2cm時(shí)，拉力為200N，則當(dāng)aP間的長(zhǎng)度為6cm時(shí)，拉力為600N，拉力器的量程為0-600N。