Question

某班科技小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的電子拉力計(jì)，圖甲是其原理圖．放在水平地面上的物體A通過(guò)硬質(zhì)彈簧與拉環(huán)相連。彈簧上端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計(jì)，P與R₂接觸良好且不計(jì)摩擦）．已知物體A的質(zhì)量為100kg，定值電阻R₁ =" 6" ?，R₂是一根長(zhǎng)為6cm的均勻電阻線（阻值與其長(zhǎng)度成正比），其最大阻值為24?，電源電壓為6V，電流表的量程為0~0.6A．當(dāng)不拉拉環(huán)是時(shí)，金屬滑片P剛好處于a端．已知該彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度△l與所受豎直向上的拉力F間的關(guān)系如圖14乙所示，問(wèn)：

（1）要把電流表的表盤改為拉力計(jì)的表盤，則拉力計(jì)表盤的零刻度應(yīng)標(biāo)在電流表表盤的何處？
（2）閉合開關(guān)，當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時(shí)，R₂接入電路中的電阻為多少？
（3）在保證電路安全的條件下，物塊A對(duì)地面的壓力范圍是多少？

Answer 1

（1）0.2A （2）4?  （3）250N~1000N

解析試題分析：（1）當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí)，R₂=24?，
電路中電流
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時(shí)，
總電阻
R₂接入電路的電阻
（3）由題意要保證電路的安全，則電路中最大電流不能超過(guò)0.6A，當(dāng)電流為0.6A時(shí)，拉環(huán)上拉力最大．由第（2）問(wèn)知R₂＇= 4?，又R₂的阻值與長(zhǎng)成正比，
故此時(shí)連入電路中的電阻線長(zhǎng)度為，
則彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度
據(jù)乙圖知，此時(shí)拉環(huán)拉力最大為F_max=750N
A受重力G、支持力F_N和拉環(huán)拉力F_拉平衡，
由平衡知識(shí)得F_拉+F_N=G，當(dāng)F_拉=F_max時(shí)，
地面對(duì)A的支持力F_N最小，F_N=G―F_max=1000N―750N=250N
當(dāng)F_拉=0時(shí)，地面對(duì)A的支持力F_N最大，其值為F_N＇=G=1000N
由作用力與反作用力大小相等可得物體A對(duì)地面的壓力F_壓=F_N
故A對(duì)地面的壓力F_壓的范圍為250N~1000N．
考點(diǎn)：電流表的使用；電阻的串聯(lián)；歐姆定律的應(yīng)用。
點(diǎn)評(píng)：重點(diǎn)是定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是能對(duì)物體受力進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，并利用圖表信息解題。