题目内容
【题目】中考体考临近，尚依钟同学设计了一个电子拉力器，量化拉力大小以测量同学们的臂力，其原理图如图甲。放在水平地面上的物体A通过弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起（拉环重力、弹簧重力电阻都不计，P与R2接触良好且不计摩擦）。已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1= 8Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻线，其最大阻值为12Ω，电源电压为6V。当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长量△L与所受拉力F间的关系如图乙，
求：
（1）要求拉力越大电表示数越大，则拉力器的表盘应选择用哪个电表改装？零刻度标记在的表盘的哪个刻度处？
（2）闭合开关S，当电流表示数为0.4A时，拉力大小为多少？
（3）若电流表的量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？
【答案】应用电流表进行改装；零刻度标在0.3A处； 拉力大小为350N 物体A对地面的压力范围是600N~900N
【解析】
（1）分析可知，当拉拉环时，滑动变阻器阻值变小，电压表示数变小，电流表示数变大，若要求拉力越大电表示数越大，则应该改装的电表是电流表。当不拉拉环时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，R1和R2串联，可得电流表的示数
。
所以零刻度标记的位置是0.3A处。
（2）闭合开关，当电路中的电流为0.4A时，根据欧姆定律可得电路中的电阻
，则R2接入的电阻为15Ω-8Ω=7Ω。
R2是一根长为6cm的均匀电阻线，其最大阻值为12Ω，所以1cm电阻线对应2Ω，即2Ω/cm；据电阻与长度的关系可知，所以R2此时接入电路的长度为7Ω时对应的
L=3.5cm，观察图像可知F=100L，所以此时的拉力F=350N
（3）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，电路总电阻最小，
，所以为了保证干路电流不超出0.6A，R2接入该电路的的阻值至少10Ω-8Ω=2Ω；
电压表量程是0~3V，所以R2两端电压不能超过3V，因为电源电压为6V，根据串联分压原理当滑动变阻器接入阻值与定值电阻R1相等时其两端电压刚好为3V，此时R2阻值为8Ω，即为了保证电路安全接入电路的最大阻值不超过8Ω；
综上所述，R2接入电路中的阻值范围是2Ω~8Ω，根据电阻阻值与长度的关系
可知， 对应
的长度为1cm-4cm，根据图像可知拉力的范围是100N-400N；物体
受到重力G，地面的支持力FN和拉环拉力F，由平衡力可得G=FN+F，物体A对地面的拉力与地面对它的支持力是相互作用力，所以FN的变化范围即是A对地面的压力范围：FN=G-F，G=mAg=100kg×10N/kg=1000N；
当F=100N时，FN=900N;当F=400N时，FN=600N；所以物体A对地面的压力范围是600N-900N;
