【題目】一絕緣細繩的一端與可繞O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿的E端相連,另一端繞過動滑輪D、定滑輪C,與滑動變阻器的滑片P相連;B為一可導電的輕質(zhì)彈簧,如圖所示接入電路中,一端通過絕緣繩固定在地面上,另一端與滑片P相連;一人站在地面上拉住與杠桿H端相連的細繩.已知電源電壓為8V,燈泡標有“6V 3W”字樣,人的質(zhì)量為50kg,人與地面的接觸面積為50cm2,EO:HO=2:5.人對繩子拉力最小時,電流表示數(shù)為I1,且滑片剛好位于滑動變阻器的a端;人對繩子拉力最大時,電流表示數(shù)為I2,且I1:I2=2:1,滑動變阻器的阻值與彈簧所受拉力的關(guān)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

不計杠桿、彈簧、滑片、細繩的重力,不計摩擦,不計彈簧電阻.整套裝置始終處于平衡狀態(tài),物體A始終不離開地面.燈泡電阻不變,且不會被燒壞.g=10N/kg.求:

(1)人的拉力最大時,滑動變阻器接入電路的阻值是多少?

(2)物體A的質(zhì)量是多少?

(3)人的拉力最大時,人對地面的壓強是多少?

(4)當燈泡正常發(fā)光時,物體A對地面的壓力是多少?

【答案】(1)人的拉力最大時,滑動變阻器接入電路的阻值是12Ω;

(2)物體A的質(zhì)量是60kg;

(3)人的拉力最大時,人對地面的壓強是7.596×104Pa;

(4)當燈泡正常發(fā)光時,物體A對地面的壓力是400N.

【解析】解:

(1)由P=可得燈泡的電阻:

RL===12Ω,

由題可知,人拉力最小時,滑片剛好位于滑動變阻器的a端,滑動變阻器阻值連入阻值R1=0,電路中只有燈泡連入電路,此時電流:

I1===A,

由題知,I1:I2=2:1,所以人拉力最大時的電流:

I2=I1=×A=A,

由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得滑動變阻器接入電路的阻值:

R2=R﹣RL=﹣RL=﹣12Ω=12Ω;

(2)人的拉力最小時,由R1=0,由表格可得:F1=0.5N,

不計杠桿、彈簧、滑片、細繩的重力,不計摩擦,此時繩子僅用于提起了動滑輪,由F=(G+G),

則動滑輪的重:G=2F1=2×0.5N=1N,

人的拉力最大時,由R2=12Ω,查表得:F2=300.5N

物體A所受重力GA=2F2﹣G=2×300.5N﹣1N=600N,

則物體A的質(zhì)量:

mA===60kg;

(3)人的拉力最大時,人對繩的拉力為F0,由杠桿平衡條件可知:F0HO=F2EO

所以F0==300.5N×=120.2N,

人對地的壓強:

p====7.596×104Pa;

(4)燈泡正常發(fā)光時,電路中的電流為:

I===0.5A,

滑動變阻器接入的電阻:

R3===4Ω,

查表得此時繩子的拉力F3=100.5N,

物體A對地面的壓力FA=GA+G﹣2F3=600N+1N﹣2×100.5N=400N.

答:(1)人的拉力最大時,滑動變阻器接入電路的阻值是12Ω;

(2)物體A的質(zhì)量是60kg;

(3)人的拉力最大時,人對地面的壓強是7.596×104Pa;

(4)當燈泡正常發(fā)光時,物體A對地面的壓力是400N.

練習冊系列答案
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(2)將燒杯中的石油倒入量筒,其示數(shù)如圖乙所示,石油的體積為 cm3

(3)根據(jù)測量的數(shù)據(jù),求得所測石油的密度為 g/cm3

(4)聯(lián)想到某起石油泄漏事故中石油漂浮在水面上的情景,小剛發(fā)現(xiàn)自已測量的石油密度值偏大,你認為該實驗方案造成測量結(jié)果偏大的原因是 .小麗在實驗時發(fā)現(xiàn)量筒刻度不清,于是利用燒杯、水、天平也測出了石油的密度.請你把下列步驟補充完整,并寫出石油密度的表達式.

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B.電流表的讀數(shù)增大,但光敏電阻兩端的電壓減小

C.電流表的讀數(shù)減小,但光敏電阻兩端的電壓增大

D.電流表的讀數(shù)減小,光敏電阻兩端的電壓也減小

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