题目内容
15．某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通过轻质弹簧与拉环相连．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100Kg，定值电阻R1为6Ω，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24Ω，电源电压为6V．电流表的量程为0～0.6A．当不拉拉环时，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间的关系如图乙所示，问：
（1）当不拉拉环时电流表示数是多少？
（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对地面的最小的压力是多少？
分析 （1）R1与R2串联，已知电源电压和R1的阻值；当不拉拉环时，R2接入电路的阻值最大，根据串联电路电阻的特点求出总电阻；再利用欧姆定律求出此时电路中的电流；
（2）已知电源电压和电路中的最大电流，根据R=$\frac{U}{I}$求出电路中的总电阻，再根据串联电路电阻的特点求出R2接入电路中的电阻值；
（3）为保证电路的安全，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，故求出此时连入电路中电阻线的长度，并求出弹簧伸长的长度△l，从乙图中读出对应拉力F的大小．
解答 解：（1）当不拉拉环时，R1与R2串联，R2=24?，则总电阻R=R1+R2=6?+24?=30?，
所以电路中电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，即电流表示数为0.2A．
（2）闭合开关，拉动拉环，当电流表示数为0.6A时，由欧姆定律得
总电阻R'=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10?，
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得：
R2接入电路的电阻R2'=R'-R1=10?-6?=4?；
（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?；又因为R2的阻值与其长度成正比，所以此时连入电路中的电阻线长度为l=1cm，则弹簧伸长的长度△l=l0-l=6cm-1cm=5cm；
据乙图知，此时拉环拉力最大为Fmax=750N．
物体A的受重力G、支持力FN和拉环拉力F拉，如图所示：
则由平衡知识得：F拉+FN=G，
当F拉=Fmax时，地面对A的支持力FN最小，其值为：
FN=G-Fmax=mg-Fmax=100kg×10N/kg-750N=250N．
由作用力与反作用力大小相等可得，物块A对地面的最小的压力F压=FN=250N．
答：（1）当不拉拉环时电流表示数是0.2A；
（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4?；
（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的最小的压力是250N．
点评 本题既考欧姆定律计算公式的应用、电路的识别以及应用电学知识解决简单问题的能力，又考查物体的受力分析以及应用平衡力和相互作用力计算力的大小．
培优口算题卡系列答案
| A． | 元件“1”是电能表、“2”是保险丝“3”是闸刀开关 | |
| B． | 元件“l”、“2”、“3”连接顺序错误，应为“2”、“1”、“3” | |
| C． | 图中元件“5”接错 | |
| D． | 图中电路元件连接完全正确 |
灯泡上标有12V.6W 字样．将滑动变阻器调到阻值恰好等于最大阻值一半处，当K1接在a点，K2接在C点时，电流表A1和A2的读数分别为2安培和0.5安培．求：
某小组做电学实验时，电路如图所示．已知他们所用电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，电源电压为6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω，开关S闭合后，在实验操作无误的情况下，下列说法中正确的是（ ）| A． | 电流表的最大示数为0.6 A | B． | 滑动变阻器消耗的最小功率为0 W | ||
| C． | 电压表的最小示数为1 V | D． | 电阻R0消耗的最大功率为1.8 W |
图示为我国新型反潜巡逻机，其机尾的“棍子”叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为大小变化的电流，从而发现潜艇的存在．下列图能反映磁异探测器工作原理的是（ ）
| A． |  安装太阳能路灯 | B． |  江心屿烟花庆祝 | C． |  洞头风力发电 | D． |  推广手摇式电筒 |