問題解決﹣﹣製作電子拉力計：現有如下器材：一個電壓恆為12V的電源；一個阻值為20Ω的定值電阻R0；一個量程為...

問題詳情：

問題解決﹣﹣製作電子拉力計：

現有如下器材：

一個電壓恆為12V的電源；一個阻值為20Ω的定值電阻R0；一個量程為0～0.6A的電流表；一個開關；若干導線；一根長為8cm、阻值為40Ω的均勻電阻絲R1（它的阻值與其長度成正比）；一根輕質*簧，一端可以固定，另一端和金屬滑片P固定在一起（P與R1間的摩擦不計），它的伸長量與受到的拉力關係圖象如圖乙所示．

（1）請利用上述器材製作電子拉力計，在圖*所示方框中畫出設計的電路圖．

（2）請推導出拉力F與電流表示數I的關係式，並在圖*所示的電流表錶盤上標出拉力為0N，20N，40N對應的刻度值．

【回答】

解：（1）從電源正極依次串聯定值電阻、開關、電阻絲、*簧以及電流表，如下圖所示：

（2）根據圖乙可知，當拉力為40N時，*簧的伸長量為8cm，則由F=k△L可得：k===5N/cm；

因此F與△L的關係：F=5N/cm×△L﹣﹣﹣﹣①；

電阻絲R1的阻值與其長度成正比，則由歐姆定律可得，電流表的示數為：I===﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

聯立①②可得，I=，

因此拉力F與電流表示數I的關係式為：F=60﹣；

當拉力F=0時，I1=0.2A；

當F=20N時，I2=0.3A；

當F=40N時，I3=0.6A；

指針在電流表刻度盤上的位置如下：

故*為：F=60﹣．

知識點：電功率單元測試

題型：實驗,探究題