Question

小華同學(xué)為探究水流對不同形狀物體的沖擊力，設(shè)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(guān)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(shù)可計算出物體受到的水流沖擊力大小．

（1）電阻R_o的阻值為多少？

（2）當電流表讀數(shù)為0.5A時，物體所受的沖擊力大小為多少？

Answer 1

分析：    （1）根據(jù)電流表滿偏時，電流表的示數(shù)和電源電壓，利用歐姆定律公式變形可求得電阻R_o的阻值；

（2）根據(jù)電流表讀數(shù)為0.5A時，可求得電阻絲電阻，根據(jù)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，然后根據(jù)彈簧彈力與其伸長量x的關(guān)系可求得物體所受的沖擊力大�。�

解答：    解：（1）電流表滿偏時，電流I=1A

由I=可得，R₀===3Ω；

（2）電流為I'=0.5A時，

電阻絲電阻R=﹣R₀=﹣3Ω=6Ω﹣3Ω=3Ω，

因為粗細均勻的電阻絲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．

所以接入電路的長度為4cm，

由圖乙知：F=Kx，

K=4N/cm，

x=4cm

則F=4N/cm×4cm=16N．

答：（1）電阻R_o的阻值為3Ω；

（2）當電流表讀數(shù)為0.5A時，物體所受的沖擊力大小為16N．