Question

小明、小亮和小敏共同設(shè)計(jì)了一種測(cè)定水平方向風(fēng)力的裝置．其原理如圖所示：絕緣輕彈簧的左端固定在O點(diǎn)，右端與中心有孔、表面豎直的金屬迎風(fēng)板相連，一起套在左端也固定在O點(diǎn)的粗細(xì)均勻、電阻隨長(zhǎng)度均勻變化且水平放置的金屬桿上，迎風(fēng)板與金屬桿接觸良好；電路中左端的導(dǎo)線與金屬桿的左端相連，右端的導(dǎo)線連接在迎風(fēng)板上并可隨迎風(fēng)板移動(dòng)，R是定值電阻，a、b、c、d為四個(gè)接線柱．

(1)在他們的設(shè)計(jì)中，若要求在風(fēng)力增大時(shí)，接入電路的電表的示數(shù)也隨之增大，則應(yīng)該________

A．在a、b之間接電流表，在c、d之間連接導(dǎo)線

B．只在a、b之間接電流表

C．在c、d之間接電壓表，在a、b之間連接導(dǎo)線

D．只在c、d之間接電壓表

(2)為了較準(zhǔn)確地測(cè)出水平方向風(fēng)力的大小，三位同學(xué)先對(duì)選定的輕彈簧和金屬桿進(jìn)行了兩項(xiàng)測(cè)量．

①小明利用測(cè)量的數(shù)據(jù)作出了原長(zhǎng)為40 cm的輕彈簧的長(zhǎng)度l與所受壓力F的關(guān)系圖像(如圖甲所示)．由圖可知：該彈簧每縮短10 cm，彈簧受到的壓力將增加________N．

②小亮和小敏設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度為50 cm的金屬桿的電阻．他們備選的部分器材有：

A．電源(能夠提供3 V的穩(wěn)定電壓)

B．電流表A(量程為0～0.6 A)

C．電壓表V(量程為0～3 V)

D．滑動(dòng)變阻器R₁(阻值變化范圍為0～5 Ω)

E．滑動(dòng)變阻器R₂(阻值變化范圍為0～10 Ω)

選好器材后，小亮和小敏在實(shí)驗(yàn)中正確操作，他們記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)如下表．

根據(jù)他們的測(cè)量數(shù)據(jù)可以知道：他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中選用的滑動(dòng)變阻器是________(填寫器材的序號(hào)字母)；他們測(cè)出的金屬桿的電阻是________Ω．

Answer 1

答案：
解析：

講析及答案：本題是一道綜合性非常強(qiáng)的中考試題，主要考查了滑動(dòng)變阻器的原理、歐姆定律的應(yīng)用和串聯(lián)電路的特點(diǎn)，以及電阻的測(cè)量問(wèn)題，電流表的使用方法等，本題看似很難，但如果靜下心來(lái)，一步一步地解決，你會(huì)感到此題并不難． 　　(1)分析上圖可知，迎風(fēng)板、金屬桿、彈簧的作用相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器，電流表只能接在a、b之間，如果接在c、d之間電流表的示數(shù)不變．當(dāng)在a、b之間接電流表，在c、d之間連接導(dǎo)線時(shí)，金屬桿被短路，起不到變阻作用，電流表示數(shù)不變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若只在a、b之間接電流表，當(dāng)風(fēng)增大使迎風(fēng)板向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿連入電路的電阻減小，電流表的示數(shù)相應(yīng)地增大，符合要求，故選項(xiàng)B正確；當(dāng)在c、d之間接電壓表，在a、b之間連接導(dǎo)線時(shí)，電壓表測(cè)量的是金屬桿兩端的電阻，當(dāng)連入電路的金屬桿的長(zhǎng)度變短時(shí)，電壓表的示數(shù)也隨之減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)只在c、d之間接電壓表時(shí)，電路無(wú)法構(gòu)成通路，電壓表的示數(shù)為零，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 　　(2)由圖甲可以看出，圖線為直線，故我們可以截取其中一段來(lái)分析彈簧長(zhǎng)度與壓力的關(guān)系．分析可得，彈簧從40 cm縮短到30 cm時(shí)，壓力增加了2 N．故可得：該彈簧每縮短10 cm，彈簧受到的壓力將增加2 N． 　　分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，金屬桿兩端的電壓為1 V時(shí)，變阻器兩端的電壓為U變＝U－U金＝3 V－1 V＝2 V，故可求得滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為R變＝＝＝10 Ω，所以所選的滑動(dòng)變阻器是E，由此可以求得金屬桿的電阻為R金＝＝＝5 Ω． 　　總評(píng)：知道滑動(dòng)變阻器的哪一部分接入了電路、滑片移動(dòng)時(shí)變阻器的電阻大小如何變化是解決這類題目的關(guān)鍵．