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    6．如图所示为某科学兴趣小组同学设计的汽车模型推力检测装置，它主要是由推力接受器F和压力杠杆OCD、压力传感器D和测量电路组成，其中OC：CD=1：5，显示汽车推力的仪表是由量程为3V的电压表改装而成，D点所受压力与滑动变阻器AP段电阻R的阻值变化关系如表所示．若杠杆等推力检测装置的质量均忽略不计，滑动变阻器最大电阻R0为300Ω，电源输出电压恒为3.0V．
    序号1234567
    D点压力F/N051015202530
    电阻R/Ω300250150100500
    （1）试根据表格中的数据规律将表格填写完整；
    （2）试求出当D点所受到的压力为18N时，滑动变阻器AP段电阻R的阻值；
    （3）为了把电压表改装成检测C点推力大小的仪表，当汽车对C点的推力为30N时，请计算得出应标在电压表刻度盘的何处？
    （4）当滑片P滑动到变阻器的中点时，求出此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？

    分析 （1）根据表中数据找出D点的压力FD与电阻连入值的关系式，然后对其表达式转化为最简关系式．然后求出当D点的压力FD=10N时R的值；
    （2）根据关系式当D点所受到的压力为18N时，滑动变阻器AP段电阻R的阻值；
    （3）先根据欧姆定律求出电路中的电流；当汽车对C点的推力为30N时，根据杠杆的平衡条件求出D点压力；由表中数据可得此时滑动变阻器AP段电阻R的阻值；即可根据欧姆定律求出电压表的示数；
    （4）由图可知滑动变阻器的整个电阻都是连入电路的，则根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出滑动变阻器消耗的电功率．

    解答 解：（1）由表中数据可得，电阻每减小50Ω，D点的压力增加5N，因此D点压力为10N时，R=200Ω；
    （2）由上表可知，电阻每减小50Ω，D点的压力增加5N，则D点处的力FD与电阻连入值的关系式为：R入=300Ω-FD，
    所以，当D点所受到的压力为18N时，R′=300Ω-10Ω/N×18N=120Ω；
    （3）由图可知滑动变阻器的整个电阻都是连入电路的，则I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{300Ω}$=0.01A；
    已知：OC：CD=1：5，则OC：OD=1：6；
    当汽车对C点的推力为30N时，由F1L1=F2L2得：
    FD′=$\frac{{F}_{C}OC}{OD}$=$\frac{30N×1}{6}$=5N；
    查表中数据可知：R′=250Ω，
    所以由I=$\frac{U}{R}$得：电压表的示数为U′=IR′=0.01A×250Ω=2.5V；
    （4）由于滑动变阻器的整个电阻都是连入电路的，
    则电路中的功率为：P=UI=3V×0.01A=0.03W．
    故答案为：（1）200；
    （2）当D点所受到的压力为18N时，滑动变阻器AP段电阻R的阻值为120Ω；
    （3）当汽车对C点的推力为30N时，应标在电压表刻度盘的2.5V处；
    （4）当滑片P滑动到变阻器的中点时，滑动变阻器消耗的电功率是0.03W．

    点评 本题巧妙地将电学知识与杠杆结合在一起，考查了杠杆平衡及电路的相关知识，难度较大．

    练习册系列答案
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