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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,图甲是原理图.硬质弹簧右端...

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,图甲是原理图.硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与Rl间的摩擦不计).定值电阻R=5Ω,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值只Rab=25Ω,电源电压U=3.0V,电流表的量程为0~0.6A,当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端.已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示.
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(1)小明在电路中连入R的目的是 ______
(2)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 ______A处.
(3)通过计算说明,电流表表盘的0.6 A处应标多少牛?
由图可知定值电阻R与可变电阻Rab组成串联电路,当滑片P在a端时Rab=25Ω,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.当滑片P在b端时Rab=0Ω,此时电路中的电阻最小,电流最大,弹簧伸长最长,处于受拉力最大状态. 【解析】 (1)由图可知定值电阻R与可变电阻Rab组成串联电路,当滑片P在b端时Rab=0Ω,如果没有定值电阻R将会造成电源短路,因此小明在电路中连入R的目的是防止电流过大而烧坏电流表(或保护电路). (2)如图所示,当不拉拉环时Rab=25Ω,定值电阻R=5Ω,定值电阻R与可变电阻Rab组成串联电路,电源电压U=3.0V,电流表的示数为: R=R+Rab=5Ω+25Ω=30Ω, 所以拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.1A处. (3)电流表表盘示数为0.6 A处,电路中电阻Rab=0Ω,弹簧伸长5cm,由图乙可知此时拉力的大小为500N. 故应标为500N. 故答案为:(1)防止电流过大而烧坏电流表(或保护电路) (2)0.1 (3)500N
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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