Question

【题目】小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力，设计了一个实验装置，如图甲所示．电源电压保持3V不变，电流表量程为0～1A，电阻不计，粗细均匀的电阻丝MN全长12cm，总电阻为9Ω，它的阻值与其接入电路的长度成正比．水平光滑杆AB上套有弹簧，弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示，弹簧左端固定，右端连接有滑块，滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连．滑片与电阻丝始终保持良好接触．水流冲击力为零时，滑片P刚好与电阻丝左端相接触，此时电流表满偏．测量时，滑块稳定后，小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小．

（1）电阻Ro的阻值为多少？
（2）当电流表读数为0.5A时，物体所受的冲击力大小为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：因为水流冲击力为零时，滑片P刚好与电阻丝左端相接触，即电阻丝接入电路的阻值为零，此时电流表满偏，电流I=1A

电阻R0的阻值 R0==3Ω.
答：电阻Ro的阻值为3Ω.

（2）解：电流为I＇=0.5A时

电阻丝电阻R=-R0==3Ω

接入电路的长度为3Ω×12㎝/9Ω=4cm

由图乙知：弹簧弹力与其伸长量的关系F="Kx" ，把F=24N和x="6cm" 代入解得： K=4N/cm

则F=kx=4N/cm×4cm=16N.
答：当电流表读数为0.5A时，物体所受的冲击力大小为16N.

【解析】（1）根据电流表满偏时，电流表的示数和电源电压，利用欧姆定律可求得电阻Ro的阻值；
（2）电流表读数为0.5A时，利用欧姆定律可求得电阻丝电阻；根据电阻丝MN全长12cm，总电阻为9Ω，它的阻值与其接入电路的长度成正比，可求得接入电路的长度，根据弹簧弹力与其伸长量x的关系可求得物体所受的冲击力大小．
【考点精析】认真审题，首先需要了解欧姆定律及其应用(欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）)．