Question

【題目】小華同學(xué)為探究水流對不同形狀物體的沖擊力，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(jì)，粗細(xì)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(shí)，滑片P剛好與電阻絲左端相接觸，此時(shí)電流表滿偏．測量時(shí)，滑塊穩(wěn)定后，小華通過電流表示數(shù)可計(jì)算出物體受到的水流沖擊力大小．

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

Answer 1

【答案】
（1）解：因?yàn)樗�流沖擊力為零時(shí)，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(shí)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(shí)

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(guān)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(dāng)電流表讀數(shù)為0.5A時(shí)，物體所受的沖擊力大小為16N.

【解析】（1）根據(jù)電流表滿偏時(shí)，電流表的示數(shù)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(shù)為0.5A時(shí)，利用歐姆定律可求得電阻絲電阻；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，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小．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解歐姆定律及其應(yīng)用(歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)．