题目内容
10．如图甲所示小刚设计了的一个电子拉力计原理图．硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）．电压表的量程为0～3V，a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝，电阻R2=30Ω，电源电压U=6V．求：（1）当拉环不受力时，滑片P处于a端，闭合开关后，电压表的示数为0V．
（2）为了保护电压表，即电压表的量程不能超过3V，则电路中电阻R1的阻值至少应为多少欧？
（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示，若R1=10Ω，闭合开关S，此时电压表的示数为1.5V，则拉环受到竖直向上的拉力为多少牛？
分析 （1）当拉环不受力时，滑片P处于a端，电压表被短路；
（2）电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，据此可知滑片移动时接入电路中的电阻不变，当滑片位于b端且电压表的示数为3V时R1的阻值最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1的最小阻值；
（3）根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数为1.5V时R2接入电路中的电阻，然后判断弹簧伸长的长度，由图乙得出拉力的大小．
解答 解：（1）当拉环不受力时，滑片P处于a端，电压表被短路，示数为0V；
（2）因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，
所以，滑片移动时接入电路中的电阻不变，
当滑片位于b端且电压表的示数为3V时R1的阻值最小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：
U1=U-U2=6V-3V=3V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$，即$\frac{3V}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{30Ω}$，
解得：R1=30Ω；
（3）若R1′=10Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}′+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+30Ω}$=0.15A，
R2接入电路中的电阻：
R2′=$\frac{{U}_{2}′}{I′}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω，
则弹簧的伸长量：
△L=$\frac{10Ω}{30Ω}$×6cm=2cm，
由图乙可知，拉环受到竖直向上的拉力F=200N．
答：（1）0；
（2）电路中电阻R1的阻值至少应为30Ω；
（3）拉环受到竖直向上的拉力为200N．
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律以及电路三种状态的应用，根据电压表的正确使用判断出滑片的移动不能改变电路中的电流是关键．
| A． | V示数不变 | B． | A1示数不变 | C． | A1示数变大 | D． | A2示数不变 |
如图所示，电源电压恒为6V，R1=20Ω，闭合开关S、S1，电流表示数是0.5A；通电时间5min，求：| A． |
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| B． |
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| C． |
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| D． |
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如图甲所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a端移到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）| A． | R1的阻值为20? | B． | R2=20Ω时，电压表示数为4V | ||
| C． | 该电路的最大功率为3.6W | D． | P在b端时，电阻R1的功率为0.5W |
| A． | 运动的物体具有的能叫做动能 | |
| B． | 若物体不受力，则其运动状态一定不发生改变 | |
| C． | 空中下落的排球运动得越来越快，是因为排球具有惯性 | |
| D． | 一个运动物体受到一对平衡力的作用时，机械能一定保持不变 |
| 质量/kg | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| 重力/N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
②由图象可得结论是物体所受的重力与它的质量成正比．
（2）当小荣用弹簧测力计拉着钩码竖立向上做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数等于（选填“大于”“小于”或“等于”）钩码的重力．
（3）一木块静止在斜面上，如图丙所示，请在图丙中画出木块受到的重力．
工地上用如图所示的卷扬机和滑轮组从竖直深井中提取泥土．将一筐泥土以0.3m/s的速度竖直向上匀速提升时，卷扬机对绳的拉力F为100N，此时滑轮组的机械效率为80%．不计绳重与轴摩擦，求：