问题解决﹣﹣制作电子拉力计：现有如下器材：一个电压恒为12V的电源；一个阻值为20Ω的定值电阻R0；一个量程为...

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问题解决﹣﹣制作电子拉力计：

现有如下器材：

一个电压恒为12V的电源；一个阻值为20Ω的定值电阻R0；一个量程为0～0.6A的电流表；一个开关；若干导线；一根长为8cm、阻值为40Ω的均匀电阻丝R1（它的阻值与其长度成正比）；一根轻质*簧，一端可以固定，另一端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计），它的伸长量与受到的拉力关系图象如图乙所示．

（1）请利用上述器材制作电子拉力计，在图*所示方框中画出设计的电路图．

（2）请推导出拉力F与电流表示数I的关系式，并在图*所示的电流表表盘上标出拉力为0N，20N，40N对应的刻度值．

【回答】

解：（1）从电源正极依次串联定值电阻、开关、电阻丝、*簧以及电流表，如下图所示：

（2）根据图乙可知，当拉力为40N时，*簧的伸长量为8cm，则由F=k△L可得：k===5N/cm；

因此F与△L的关系：F=5N/cm×△L﹣﹣﹣﹣①；

电阻丝R1的阻值与其长度成正比，则由欧姆定律可得，电流表的示数为：I===﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

联立①②可得，I=，

因此拉力F与电流表示数I的关系式为：F=60﹣；

当拉力F=0时，I1=0.2A；

当F=20N时，I2=0.3A；

当F=40N时，I3=0.6A；

指针在电流表刻度盘上的位置如下：

故*为：F=60﹣．

知识点：电功率单元测试

题型：实验,探究题