Question

一绝缘细绳的一端与可绕O点转动的轻质杠杆的E端相连，另一端绕过动滑轮D、定滑轮C，与滑动变阻器的滑片P相连；B为一可导电的轻质弹簧，如图所示接入电路中，一端通过绝缘绳固定在地面上，另一端与滑片P相连；一人站在地面上拉住与杠杆H端相连的细绳。已知电源电压为8V，灯泡标有“6V 3W”字样，人的质量为50kg，人与地面的接触面积为50cm²，EO:HO=2:5。人对绳子拉力最小时，电流表示数为I₁，且滑片刚好位于滑动变阻器的a端；人对绳子拉力最大时，电流表示数为I₂，且I₁:I₂=2:1，滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如下表所示：

不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，不计弹簧电阻。整套装置始终处于平衡状态，物体A始终不离开地面。灯泡电阻不变，且不会被烧坏。g=10N/kg。求：
（1）人的拉力最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
（2）物体A的质量是多少？
（3）人的拉力最大时，人对地面的压强是多少？
（4）当灯泡正常发光时，物体A对地面的压力是多少？

Answer 1

解：
（1）灯泡的电阻12(Ω)
人拉力最小时，滑动变阻器阻值，此时电流
人拉力最大时，电流
滑动变阻器阻值12(Ω) ；
（2）人的拉力最小时，由，查表得：
此时，绳子仅用于提起了动滑轮，则动滑轮的重
人的拉力最大时，由，查表得：
物体A所受重力
则物体A的质量
（3）人的拉力最大时，人对绳的拉力为，由杠杆平衡条件可知：
所以
人对地的压强；
（4）灯泡正常发光时，电路中的电流为
滑动变阻器接入的电阻4(Ω)，查表得此时绳子的拉力
物体A对地面的压力。