题目内容
【题目】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：
R（Ω） | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | … |
F（N） | 0.5 | 50.5 | 100.5 | 150.5 | 200.5 | 250.5 | 300.5 | 350.5 | … |
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？
【答案】
（1）
解：由P= 
可得灯泡的电阻： RL= 
= 
=12Ω，
由题可知，人拉力最小时，滑片刚好位于滑动变阻器的a端，滑动变阻器阻值连入阻值R1=0，电路中只有灯泡连入电路，此时电流：
I1= 
= 
= 
A，
由题知，I1：I2=2：1，所以人拉力最大时的电流：
I2= 
I1= × A= 
A，
由串联电路特点和欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的阻值：
R2=R﹣RL= 
﹣RL= 
﹣12Ω=12Ω
答：人的拉力最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω
（2）
解：人的拉力最小时，由R1=0，由表格可得：F1=0.5N， 不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，此时绳子仅用于提起了动滑轮，由F= （G物+G动），
则动滑轮的重：G动=2F1=2×0.5N=1N，
人的拉力最大时，由R2=12Ω，查表得：F2=300.5N
物体A所受重力GA=2F2﹣G动=2×300.5N﹣1N=600N，
则物体A的质量：
mA= 
= 
=60kg
答：物体A的质量是60kg
（3）
解：人的拉力最大时，人对绳的拉力为F0，由杠杆平衡条件可知：F0HO=F2EO 所以F0= 
=300.5N× 
=120.2N，
人对地的压强：
p= 
= 
= 
=7.596×104P
答：人的拉力最大时，人对地面的压强是7.596×104Pa
（4）
解：灯泡正常发光时，电路中的电流为： I= 
= 
=0.5A，
滑动变阻器接入的电阻：
R3= 
= 
=4Ω，
查表得此时绳子的拉力F3=100.5N，
物体A对地面的压力FA=GA+G动﹣2F3=600N+1N﹣2×100.5N=400N
答：当灯泡正常发光时，物体A对地面的压力是400N
【解析】1.由P= 
可得灯泡的电阻,由题可知，人拉力最小时，滑片刚好位于滑动变阻器的a端，滑动变阻器阻值连入阻值R1=0，电路中只有灯泡连入电路，此时电流：I1= 
由题知，I1：I2=2：1，所以人拉力最大时的电流：
I2= 
I1= × 
A= 
A，
由串联电路特点和欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的阻值：
R2=R﹣RL= 
﹣RL= 
﹣12Ω=12Ω
2.人的拉力最小时，由R1=0，由表格可得：F1=0.5N， 不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，此时绳子仅用于提起了动滑轮，由F= （G物+G动）
3.人的拉力最大时，人对绳的拉力为F0 ， 由杠杆平衡条件可知：F0HO=F2EO 所以F0= 
=300.5N× 
=120.2N，
人对地的压强：
p= 
= = =7.596×104P
4.灯泡正常发光时，电路中的电流为： I= = 
=0.5A，
滑动变阻器接入的电阻：
R3= = 
=4Ω，
查表得此时绳子的拉力F3=100.5N，
物体A对地面的压力FA=GA+G动﹣2F3=600N+1N﹣2×100.5N=400N
