[题目]小平同学爱好锻炼身体.在学校科技创新大赛中.他利用所学物理知识设计了一个电子拉力计(通过仪表读数显示拉力的大小).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R0是10.ab是一根长度为10cm的均匀电阻丝.阻值R1是20.电源电压U是3V.电压表的量程为0~3V.(1)作用在拉环上� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】小平同学爱好锻炼身体，在学校科技创新大赛中，他利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），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R0是10，ab是一根长度为10cm的均匀电阻丝，阻值R1是20，电源电压U是3V，电压表的量程为0~3V。

(1)作用在拉环上拉力的大小可以通过电压表示数的大小来反映，当作用在拉环上的力增大时，电压表的示数将________（选填“增大”“减小”或“不变”）；

(2)当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为________V；

(3)已知该弹簧伸长的长度与所受的拉力F间的关系如图乙所示，通过计算，说明开关S闭合后，当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为__________。

【答案】增大 1 375N

【解析】

(1)[1]分析电路图可知，电阻R1和R0是串联的，电压表测的是R0两端的电压，当作用在拉环上的力增大时，滑片向右移动，R1的电阻变小，导致电路的总电阻变小，总电压是电源电压不变，根据公式可得电路中的电流变大，对于R0其阻值不变，电流变大，根据公式得，R0两端的电压变大，即电压表示数变大。

(2)[2]当拉环在a端时，R1接入电路的电阻最大为20 ，此时电路中的电流为

R0两端的电压为

则电压表示数为1V。

(3)[3]当电压表示数为2V时，R0两端的电压为2V，此时电路中的电流为

此时，R1两端的电压为

此时R1接入电路的电阻为

所以，此时接入电路的长度为

此时弹簧的伸长量为

根据乙图可知，弹簧的伸长量与弹簧所受的拉力成正比，根据图当拉力为500N时弹簧伸长10cm，所以当弹簧伸长7.5cm时所受的拉力F为

即此时拉环上水平向右的拉力为375N。

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LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2-4V）、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光。实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表：

电压/V	1	1．5	2．0	2．3	2．5[	2．8	3．0	3．3	3．5	3．6	3．7
电流/mA	0	0	0	5	10	60	160	380	690	900	1250

（1）太阳能电池板将太阳能转化为能，给蓄电池充电时转化为能。太阳能是___________能源（选填“一次”或“二次”）。

（2）为使LED发光二极管正常工作，应将几个LED发光二极管（选填“串联”或“并联”）才能安全使用。

（3）如图乙所示，晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与（选填“a”或“b”）触点接触。

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