Question

一絕緣細(xì)繩的一端與可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)杠桿的E端相連，另一端繞過滑輪D與C與滑動(dòng)變阻器的滑片P相連；B為一可導(dǎo)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(xì)繩。已知電源電壓為8V，燈泡標(biāo)有“6V、3W”字樣，人的質(zhì)量為70kg，人與地面的接觸面積為150cm²，。當(dāng)開關(guān)S閉合、人對(duì)繩子拉力最小時(shí)，電流表的示數(shù)為，且滑片剛好位于滑動(dòng)變阻器的a端；當(dāng)人對(duì)繩子拉力最大時(shí)，電流表示數(shù)為，且，滑動(dòng)變阻器的阻值與彈簧所受拉力的關(guān)系如下表所示：

	0	2	4	6	8	10	12	14	……
	0.5	50.5	100.5	150.5	200.5	250.5	300.5	350.5	……

若不計(jì)杠桿、彈簧、滑片、細(xì)繩的重力，不計(jì)摩擦，不計(jì)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(huì)被燒壞。取g=10N/kg。則下列選項(xiàng)中錯(cuò)誤的是

A．人的拉力最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是12Ω

B．物體A的質(zhì)量是60kg

C．人的拉力最大時(shí)，人對(duì)地面的壓強(qiáng)是 

D．當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，物體A對(duì)地面的壓力是400N

 

Answer 1

【答案】

C

【解析】

試題分析：1）根據(jù)燈泡的銘牌結(jié)合和電功率公式可計(jì)算燈泡的電阻，人拉力最小時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0，根據(jù)歐姆定律計(jì)算此時(shí)的電流，根據(jù)I₁：I₂=2：1可知人拉力最大時(shí)的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律進(jìn)一步計(jì)算滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

（2）從表中可知人的拉力最小或最大時(shí)彈簧所受拉力，最小時(shí)繩子僅用于提起了動(dòng)滑輪，最大時(shí)則僅用于動(dòng)滑輪和物體，根據(jù)動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)計(jì)算物體A所受重力，根據(jù)重力公式可計(jì)算物體A的質(zhì)量是多少．

（3）根據(jù)杠桿平衡條件可計(jì)算拉力最大時(shí)人對(duì)繩的拉力為F，根據(jù)壓強(qiáng)公式可計(jì)算人的拉力最大時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少．

（4）根據(jù)電功率公式計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律計(jì)算滑動(dòng)變阻器接入的電阻，查表得此時(shí)繩子的拉力，進(jìn)一步計(jì)算物體A對(duì)地面的壓力．

解：（1）燈泡的電阻：

人拉力最小時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值R₁=0，此時(shí)電流

人拉力最大時(shí)的電流：

滑動(dòng)變阻器阻值：

所以A正確；

（2）人的拉力最小時(shí)，由R₁=0，查表得：F₁=0.5N

此時(shí)繩子僅用于提起了動(dòng)滑輪，則動(dòng)滑輪的重

G_動(dòng)=2F₁=2×0.5N=1N；

人的拉力最大時(shí)，由R₂=12Ω，查表得：F₂=300.5N；

物體A所受重力G_A=2F₂﹣G_動(dòng)=2×300.5N﹣1N=600N；

則物體A的質(zhì)量

所以B正確；

（3）人的拉力最大時(shí)，人對(duì)繩的拉力為F₀，由杠桿平衡條件可知：F₀?H₀=F₂?EO所以

人對(duì)地的壓強(qiáng)

所以C錯(cuò)誤；

（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流為

滑動(dòng)變阻器接入的電阻

物體A對(duì)地面的壓力F_A=G_A+G_動(dòng)﹣2F₃=600N+1N﹣2×100.5N=400N．

所以D正確．

考點(diǎn)：壓強(qiáng)的大小及、杠桿、滑輪組的計(jì)算；質(zhì)量的估測