Question

某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图甲是其原理图．放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R₂接触良好且不计摩擦）．已知物体A的质量为100kg，定值电阻R₁ =" 6" ?，R₂是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为24?，电源电压为6V，电流表的量程为0~0.6A．当不拉拉环是时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图14乙所示，问：

（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？
（2）闭合开关，当电流表示数为0.6A时，R₂接入电路中的电阻为多少？
（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？

Answer 1

（1）0.2A （2）4?  （3）250N~1000N

解析试题分析：（1）当不拉拉环时，R₂=24?，
电路中电流
（2）当电流表示数为0.6A时，
总电阻
R₂接入电路的电阻
（3）由题意要保证电路的安全，则电路中最大电流不能超过0.6A，当电流为0.6A时，拉环上拉力最大．由第（2）问知R₂＇= 4?，又R₂的阻值与长成正比，
故此时连入电路中的电阻线长度为，
则弹簧伸长的长度
据乙图知，此时拉环拉力最大为F_max=750N
A受重力G、支持力F_N和拉环拉力F_拉平衡，
由平衡知识得F_拉+F_N=G，当F_拉=F_max时，
地面对A的支持力F_N最小，F_N=G―F_max=1000N―750N=250N
当F_拉=0时，地面对A的支持力F_N最大，其值为F_N＇=G=1000N
由作用力与反作用力大小相等可得物体A对地面的压力F_压=F_N
故A对地面的压力F_压的范围为250N~1000N．
考点：电流表的使用；电阻的串联；欧姆定律的应用。
点评：重点是定律的应用，关键是能对物体受力进行简单的分析，并利用图表信息解题。