小明设计了如图所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木...

问题详情：

小明设计了如图所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上，导电*能良好的*簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦；滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化；*簧处于原长时，指针正好指在a端。探究过程中，滑片P始终在a、b间，*簧的左端固定在墙壁上。R0＝5Ω，电源电压为3V．

问：（1）当滑片移动到ab中间位置时，电流表的示数是0.15A，求此时滑动变阻器的阻值。

（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，求R0的实际功率。

（3）向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，此时物体A相对长木板静止，受到的摩擦力为90N．求当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力。

【回答】

（1）此时滑动变阻器的阻值为15Ω。

（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，R0的实际功率为0.2W。

（3）当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力为18N。

【解析】：（1）由图1可知，R1与R0串联，电流表测电路中的电流，

当滑片移动到ab中间位置时，电路中的电流I＝0.15A，

由I可得，电路中的总电阻：

R总20Ω，

根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得R1接入电路中的电阻：

R中＝R总﹣R0＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；

因滑动变阻器总长18cm，其阻值随长度均匀变化，

所以，变阻器R1的最大电阻：

R1＝2R中＝2×15Ω＝30Ω；

（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，则R1接入电路中的电阻R′10Ω；

R总′＝R′+R0＝10Ω+5Ω＝15Ω，

则此时电路中的电流I′0.2A，

R0的实际功率P0＝I′2R0＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W。

（3）当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，*簧的伸长量为△x1＝15cm，

因向右拉动长木板，此时物体A相对长木板静止处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，

则物体受到的拉力F1＝f1＝90N。

当电流表的示数是0.1A时，由I可得，电路中的总电阻：

R总″30Ω，

根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得R1接入电路中的电阻：

R″＝R总″﹣R0＝30Ω﹣5Ω＝25Ω；

因滑动变阻器的阻值随长度均匀变化，所以，指针P在变阻器离a端的距离为：

L′＝（30Ω﹣25Ω）3cm，

由于*簧处于原长时，指针正好指在a端，所以，*簧的伸长量为△x2＝3cm，

根据*簧在**限度内，拉力与*簧的伸长量成正比可得：

，

解得：F290N＝18N。

知识点：九年级下

题型：计算题