12. 如图甲所示的装置,电源电压
U=10V保持不变,
R2=8Ω,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=20N,
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12Ω,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=10N,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。
(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
F1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逐渐从最左端
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
的图像。