某STEM小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材料。将N固定在地面上，P、Q间是可伸缩导线（电阻不计），弹簧上端M和滑动变阻器R2的滑片固定在一起，拉力F竖直向上，拉力为0时，滑片P在R2最下端，拉力F的大小与R2连入电路部分的阻值大小成正比例关系，电源电压为12V。闭合开关S，当拉力为9N时，电流表示数为1A，电压表的示数为3V。
（1）拉力F为9N时，求R2接入电路的阻值大小；
（2）拉动M，当电压表示数为9V时，求拉力F的大小。
（3）请比较、分析、评价电压表和电流表哪一个适合改装成拉力大小显示器。
【考点】欧姆定律．
【答案】（1）拉力F为9N时，R2接入电路的阻值为3Ω；
（2）拉动M，当电压表示数为9V时，拉力F的大小为81N；
（3）当拉力越大时，滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻越大，根据I=可知，电路中的电流越小，根据U1=I1R1可知，定值电阻R1两端的电压越小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器R2两端的电压U2=U-U1将越大，即电压表示数越大，
由此可知，当拉力越大，电流表示数越小，电压表示数越大，所以电压表更适合改装成拉力大小的显示器。
（2）拉动M，当电压表示数为9V时，拉力F的大小为81N；
（3）当拉力越大时，滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻越大，根据I=
U
R
由此可知，当拉力越大，电流表示数越小，电压表示数越大，所以电压表更适合改装成拉力大小的显示器。
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：17引用：1难度：0.5
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