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(2011•梅州)在青少年科技创新活动中,小明同学利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图甲是其原理图.硬质弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R接触良好且摩
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问题描述:

(2011•梅州)在青少年科技创新活动中,小明同学利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图甲是其原理图.硬质弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R接触良好且摩擦不计).定值电阻R0=5Ω,R是一根长为L=5cm的均匀电阻线(阻值跟长度成正比),其最大阻值为R=25Ω,电源电压为U=3V,电压表的量程为0~3V,当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于b端.已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示,闭合开关S,求:

(1)当拉环将滑片P拉到a端时,弹簧的伸长量为5cm,由图乙可知拉环所受拉力是多少?

(2)当不拉拉环时,电压表读数是多少?

(3)请你推导出此电子拉力计的拉力F与电压表示数Ux的关系式?

陈德进回答:
  (1)因为弹簧的伸长量为5cm,由乙图可知拉环所受拉力是500N.(2)当不拉拉环时,R=25Ω,由欧姆定律知,电路中电流:I=UR=UR0+R=3V5Ω+25Ω=0.1A,电压表的读数:U=IR=0.1A×5Ω=0.5V; (3)当弹簧伸...
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