Question

【题目】如图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）。电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，ab是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R1＝30Ω，电源电压恒为6V。

（1）要保证电压表能正常工作，电路中R0至少应为_____Ω；

（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示数是_____V；

（3）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，若R0＝45Ω，开关S闭合后，电流表示数为_____A，当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为_____N；若在此条件下将电压表改为拉力器，此拉力器所能测的最大拉力_______N，分度值为_____N；

（4）已知该弹簧所能承受的最大拉力为1000N。若使拉力器所能测的最大力增加100N，拉力器分度值不变，可采取的办法是电源电压和电压表量程不变，将电阻丝换成材料和横截面积相同、长度更长的电阻丝，同时将电阻R0换成阻值为_____Ω的电阻。使用这根弹簧用上述这种方法设计的分度值不变的拉力器所能测的最大力_____（能/不能）达到1000N。

Answer 1

【答案】30 0 0.08 200 600 25 40 不能

【解析】

(1)[1]要保证电压表能正常工作，那么电压表的示数不能超过3V，当电压表的示数为3V时，R0两端的电压是3V，电路中的电流大小为

电路中R0大小为

所以电路中R0至少应为；

(2)[2]当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后，电压表并接在导线两端，导线的电阻为零，那么电压表的示数为零；

(3)[3]开关S闭合后，根据欧姆定律可知，电路中的电流大小为

[4]当电压表指针指在0.8V处，此时所测的电阻丝ab电阻大小为

由题意可知，电压表所测的电阻丝ab的长度符合关系式

可求得，从图乙可以看到，作用在拉环上水平向右的拉力；

[5][6]由题意可知，电阻丝ab的长度是6cm，当滑片P处于b端时，弹簧的伸长量是6cm，这也是电压表所能测的电压最大值，从图乙可以看到，对应的拉力，即此拉力器所能测的最大拉力是；当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为200N，那么可知

此拉力器拉力的分度值为；

(4)[7][8]由图乙可以看到，当拉力增大100N时，弹簧的伸长量增加1cm，当拉力等于700N时，弹簧的伸长量是7cm，将电阻丝换成材料和横截面积相同、长度更长的电阻丝，可知电阻丝每1cm的电阻大小为，所以当拉力为700N时，电阻丝的电阻大小为

根据拉力器的分度值可知，0.1V对应拉力25N，当拉力为700N时，电压表的示数是，所以电路中的电流大小为

串联电路电流处处相等，可知

由于电压表的最大示数是3V，电压的0.1V对应拉力25N，可知电压表示数最大时，其拉力为

所以不能达到1000N。