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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R1间的摩擦不计).定值电阻R=5Ω,a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值R1=25Ω,电源电压U=3V,电流表的量程为 O~0.6A.
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(1)小明在电路中连入R的目的是______
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电流表的读数为______A.
(3)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.通过计算说明,开关S闭合后,当电流表指针指在0.3A处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?
(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=0,如果没有定值电阻R将会造成电源短路; (2)当滑片P在a端时,R与Rab串联,处于不受拉力状态,知道电源电压和两阻值大小,利用欧姆定律求此时电路中的电流; (3)当电流为0.3A时,利用欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻,进而求出连入电路中的电阻线长度,求出弹簧的伸长量,再由乙图得出拉力大小. 【解析】 (1)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; (2)当滑片P在a端时,R与Rab串联, I===0.1A; (3)当电流为0.3A时 I′===0.3A; ∴变阻器连入电路中的电阻为:Rab′=5Ω 连入电路中的电阻线长度:L′=×5cm=1cm, 则弹簧的伸长量:△L=5cm-1cm=4cm, 由图象可知拉力:F=400N. 故答案为:(1)防止电流过大而烧坏电流表; (2)0.1; (3)作用在拉环上水平向右的拉力为400N.
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考点分析:
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(4)排除故障后闭合开关,调节变阻器的滑片使灯泡正常发光,电流表的指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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