Question

圖甲是一個電子拉力計原理圖。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)。電壓表量程為0～3V，a、b是一根長為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RO至少應(yīng)為 。

（2）當拉環(huán)不受拉力時，滑片P處于a端，閉合開關(guān)后電壓表的讀數(shù)為 _V。

（3）已知該彈簧伸長的長度ΔL與所受拉力F間的關(guān)系如圖乙所示，若R0=45Ω，通過計算說明, 開關(guān)S閉合后，當電壓表指針指在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

【解析】

試題分析：本題中是定值電阻R0與電阻R1串聯(lián)，電壓表測的是變阻器R1中aP間的電壓，但變阻器R1接入電路的電阻不變，滑片P在移動時，電路中電流不變，當滑片P兩只右移時，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。當滑片P移至a端，此時aP間的電阻為零，根據(jù)歐姆定律，其兩端電壓也為零。

當R0=45Ω時，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度來改變電阻的，電阻大小與導(dǎo)體的長度成正比。根據(jù)電阻線的長度和電阻，可以求出aP間長度：，LaP=2cm。根據(jù)電阻線的長度與電阻拉力的關(guān)系可以得出此時拉力為200Ω。串聯(lián)電路分電壓，當aP間的長度為2cm時，拉力為200N，則當aP間的長度為6cm時，拉力為600N，拉力器的量程為0-600N。

考點：滑動變阻器的應(yīng)用