（2009•梧州）为了锻炼身体，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

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：综合作业时间：2024/05/01 01:36:57

（2009•梧州）为了锻炼身体，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．定值电阻R₀=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 0～0.6A，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．（弹簧的电阻不计，P与R₁间的摩擦不计）
（1）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是多少？
（2）开关S闭合后，当电流表指针指在0.15A处时，电阻丝接入电路的电阻是多少？
（3）在（2）的情况下，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？

（1）由图可知，当滑片在R₁的a端时R₀与R₁的最大阻值串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I₁=
U
R0+R1=
3V
5Ω+25Ω=0.1A；
（2）当电流表指针指在0.15A处时，电路中的总电阻：
R=
U
I2=
3V
0.15A=20Ω，
电阻丝接入电路的电阻：
R₁′=R-R₀=20Ω-5Ω=15Ω；
（3）在（2）的情况下，R₁连入电路中的长度为3cm，
滑片向右移动的距离△L=5cm-3cm=2cm，
由图乙知，作用在拉环上的力F=200N．
答：（1）当拉环不受拉力时，电流表的读数是0.1A；
（2）当电流表指针指在0.15A处时，电阻丝接入电路的电阻是15Ω；
（3）在（2）的情况下，作用在拉环上水平向右的拉力为200N．