为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,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=5Ω,a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值Rab=25Ω,电源电压U=3.0V,电流表的量程为 0~0.6A,当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端.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.
(1)小明在电路中连入R0的目的是________.
(2)小明将电流表的表盘改为拉力计的表盘,当不拉拉环时,拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的________A处.
(3)通过计算说明,电流表表盘的0.6A处应标多少牛?
(4)改装后电流表的表盘刻度有什么特点?
解:(1)小明在电路中连入R0的目的是防止电流过大而烧坏电流表,起到保护电路的作用;
故答案为:保护电路.
(2)如图所示,当不拉拉环时Rab=25Ω,定值电阻R0=5Ω,定值电阻R0与可变电阻Rab组成串联电路,电源电压U=3V,
电流表的示数为:I===0.1A
所以拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.1A处.
故答案为:0.1.
(3)电流表表盘示数为0.6A处,电路中的电阻为=5Ω,
电路中电阻Rab=0Ω,弹簧伸长5cm,
由图乙可知此时拉力的大小为500N,
故应标为500N.
答:电流表表盘的0.6A处应标500N.
(4)刻度盘往右方向拉力数值越来越大;拉力刻度值跨距左密右疏.
由图可知定值电阻R0与可变电阻Rab组成串联电路,当滑片P在a端时Rab=25Ω,电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,弹簧没有伸长,处于不受拉力状态.当滑片P在b端时Rab=0Ω,此时电路中的电阻最小,电流最大,弹簧伸长最长,处于受拉力最大状态.
点评:能否通过图甲准确判断定值电阻R0与可变电阻Rab的电路关系,了解滑片在不同位置时电路所处的状态,并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键.
高考物理16大解题技巧:在解决物理问题的过程中经常有不好的思维定势影响我们。这些是我们要力求克服的。而养成良好的思维定势则更为重要!良好的思维定势就是说:看到什么就要想到什么!比如看到“惯性”就想到“质量”;看到“合速度”就想到“实际速度”;看到“摩擦力”就先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力;看到“合外力”就想到“加速度”;看到“能量变化”就想到各种对应的“功能关系”等等。