小明設計瞭如圖所示的實驗裝置，透過測電流表的示數來探究不同物體在木板上所受摩擦力的大小。將物體放置在水平的長木...

問題詳情：

小明設計瞭如圖所示的實驗裝置，透過測電流表的示數來探究不同物體在木板上所受摩擦力的大小。將物體放置在水平的長木板上，導電*能良好的*簧右端與物體及滑動變阻器R1滑片P相連（不計滑片與滑動變阻器線圈間的摩擦；滑動變阻器長18cm，其阻值隨長度均勻變化；*簧處於原長時，指針正好指在a端。探究過程中，滑片P始終在a、b間，*簧的左端固定在牆壁上。R0＝5Ω，電源電壓爲3V．

問：（1）當滑片移動到ab中間位置時，電流表的示數是0.15A，求此時滑動變阻器的阻值。

（2）當滑片移動到距離b端6cm處時，求R0的實際功率。

（3）向右拉動長木板，當指針P穩定時，指在變阻器離a端15cm處，此時物體A相對長木板靜止，受到的摩擦力爲90N．求當電流表的示數是0.1A時，物體受到的拉力。

【回答】

（1）此時滑動變阻器的阻值爲15Ω。

（2）當滑片移動到距離b端6cm處時，R0的實際功率爲0.2W。

（3）當電流表的示數是0.1A時，物體受到的拉力爲18N。

【解析】：（1）由圖1可知，R1與R0串聯，電流表測電路中的電流，

當滑片移動到ab中間位置時，電路中的電流I＝0.15A，

由I可得，電路中的總電阻：

R總20Ω，

根據串聯電路的總電阻等於各分電阻之和可得R1接入電路中的電阻：

R中＝R總﹣R0＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；

因滑動變阻器總長18cm，其阻值隨長度均勻變化，

所以，變阻器R1的最大電阻：

R1＝2R中＝2×15Ω＝30Ω；

（2）當滑片移動到距離b端6cm處時，則R1接入電路中的電阻R′10Ω；

R總′＝R′+R0＝10Ω+5Ω＝15Ω，

則此時電路中的電流I′0.2A，

R0的實際功率P0＝I′2R0＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W。

（3）當指針P穩定時，指在變阻器離a端15cm處，*簧的伸長量爲△x1＝15cm，

因向右拉動長木板，此時物體A相對長木板靜止處於平衡狀態，受到的摩擦力和拉力是一對平衡力，

則物體受到的拉力F1＝f1＝90N。

當電流表的示數是0.1A時，由I可得，電路中的總電阻：

R總″30Ω，

根據串聯電路的總電阻等於各分電阻之和可得R1接入電路中的電阻：

R″＝R總″﹣R0＝30Ω﹣5Ω＝25Ω；

因滑動變阻器的阻值隨長度均勻變化，所以，指針P在變阻器離a端的距離爲：

L′＝（30Ω﹣25Ω）3cm，

由於*簧處於原長時，指針正好指在a端，所以，*簧的伸長量爲△x2＝3cm，

根據*簧在**限度內，拉力與*簧的伸長量成正比可得：

，

解得：F290N＝18N。

知識點：九年級下

題型：計算題