Question

【题目】如图甲所示的装置，电源电压U＝10V保持不变，R2＝12Ω.导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计，金属块A的重力G1＝10N。R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L＝1m的金属棒，其电阻随长度均匀变化，总电阻为8Ω，两端都被固定在绝缘支架上，它对指针P无压力，且接触良好。绝缘板B重G2＝20N，当它从金属块A和地面间被抽出时，它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f1和f2，且均为接触面间压力的0.2倍，当P置于金属棒左端a点时，弹簧恰好处于原长

（1）当P置于金属的左端a点时，电流表的示数I1为多少?

（2）用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出，当金属块保持静止时，求弹簧拉力F和水平拉力F′的大小.

（3）用水平向右的拉力拉动金属块A，使指针P逐新从最左端a点向右移动，直至运动到b点，试求出电流表的示数和指针P移动的距离x之间的关系式，并完成的图象

Answer 1

【答案】（1）0.5A（2）2N（3）8N（4）I=（5）

【解析】

（1）当P置于金属的左端a点时，电阻R1的全部电阻与R2串联，电流表测量电路的电流，由欧姆定律知道，电流表的示数I1是： ；

（2）因为金属块A的重力是：G1＝10N，绝缘板B的重力是：G2＝20N，所以，当用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出，它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力分别是 ，，由于匀速抽出，金属块保持静止时，即处于平衡态，故弹簧拉力是：，水平拉力的大小是：；

（3）由于R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L＝1m的金属棒，其电阻随长度均匀变化，总电阻为8Ω，所以，长度为x时的电阻是R，且 ，所以，R=8x，当P逐新从最左端a点向右移动，直至运动到b点的过程中，由欧姆定律知道，电流表的示数是： ；

当x=0时，，即

当x=0.2时，，即

当x=0.4时，，即

当x=0.6时，，即

当x=0.8时，，即

当x=1时，，即

根据以上数据，在图乙中描点连线得到的图像是：