如图甲所示的装置,电源电压U=10V保持不变,R2=12Ω.导电性能良好

欧姆定律 已结 1 351
杨卫国
杨卫国 2022-3-12 09:45

如图甲所示的装置,电源电压U=10V保持不变,R2=12Ω.导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计,金属块A的重力G1=10N。R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L=1m的金属棒,其电阻随长度均匀变化,总电阻为8Ω,两端都被固定在绝缘支架上,它对指针P无压力,且接触良好。绝缘板B重G2=20N,当它从金属块A和地面间被抽出时,它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f1和f2,且均为接触面间压力的0.2倍,当P置于金属棒左端a点时,弹簧恰好处于原长

image.png 

1)当P置于金属的左端a点时,电流表的示数I1为多少?

2)用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出,当金属块保持静止时,求弹簧拉力F和水平拉力F′的大小.

3)用水平向右的拉力拉动金属块A,使指针P逐新从最左端a点向右移动,直至运动到b点,试求出电流表的示数和指针P移动的距离x之间的关系式,并完成image.png的图象

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1条回答
  •  郭海良
    郭海良 (最佳回答者)
    2022-3-13 06:49

    解析:

    1)当P置于金属的左端a点时,电阻R1的全部电阻与R2串联,电流表测量电路的电流,由欧姆定律知道,电流表的示数I1是: image.png

    2)因为金属块A的重力是:G1=10N,绝缘板B的重力是:G2=20N,所以,当用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出,它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力分别是

    image.png

    image.png

    由于匀速抽出,金属块保持静止时,即处于平衡态,故弹簧拉力是:

    image.png

    水平拉力的大小是:

    image.png

    3)由于R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L=1m的金属棒,其电阻随长度均匀变化,总电阻为8Ω,所以,长度为x时的电阻是R,且

    image.png 

    解得

    R=8x

    当P逐新从最左端a点向右移动,直至运动到b点的过程中,由欧姆定律知道,电流表的示数是:

    image.png 

    image.png

    根据以上数据,在图乙中描点连线得到的图像是:

    image.png

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