Question

【題目】小華同學為探究水流對不同形狀物體的沖擊力，設計了一個實驗裝置，如圖甲所示．電源電壓保持3V不變，電流表量程為0～1A，電阻不計，粗細均勻的電阻絲MN全長12cm，總電阻為9Ω，它的阻值與其接入電路的長度成正比．水平光滑桿AB上套有彈簧，彈簧彈力與其伸長量x的關系如圖乙所示，彈簧左端固定，右端連接有滑塊，滑塊與滑片P、物體Q通過硬桿相連．滑片與電阻絲始終保持良好接觸．水流沖擊力為零時，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，此時電流表滿偏．測量時，滑塊穩(wěn)定后，小華通過電流表示數可計算出物體受到的水流沖擊力大�。�

（1）電阻Ro的阻值為多少？
（2）當電流表讀數為0.5A時，物體所受的沖擊力大小為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：因為水流沖擊力為零時，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，即電阻絲接入電路的阻值為零，此時電流表滿偏，電流I=1A

電阻R0的阻值 R0==3Ω.
答：電阻Ro的阻值為3Ω.

（2）解：電流為I＇=0.5A時

電阻絲電阻R=-R0==3Ω

接入電路的長度為3Ω×12㎝/9Ω=4cm

由圖乙知：彈簧彈力與其伸長量的關系F="Kx" ，把F=24N和x="6cm" 代入解得： K=4N/cm

則F=kx=4N/cm×4cm=16N.
答：當電流表讀數為0.5A時，物體所受的沖擊力大小為16N.

【解析】（1）根據電流表滿偏時，電流表的示數和電源電壓，利用歐姆定律可求得電阻Ro的阻值；
（2）電流表讀數為0.5A時，利用歐姆定律可求得電阻絲電阻；根據電阻絲MN全長12cm，總電阻為9Ω，它的阻值與其接入電路的長度成正比，可求得接入電路的長度，根據彈簧彈力與其伸長量x的關系可求得物體所受的沖擊力大�。�
【考點精析】認真審題，首先需要了解歐姆定律及其應用(歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)．