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物理必考一绝缘细绳的一端与可绕O点转动的轻质杠杆的E端相连.另一端绕

2024-01-18 12:38:00信息公告635

一绝缘细绳的一端与可绕O点转动的轻质杠杆的E端相连,另一端绕过滑轮D与C与滑动变阻器的滑片P相连;B为一可导电的轻质弹簧,如图所示接入电路中,一端通过绝缘绳固定在地面上,另一端与滑片P相连;一人站在地面上拉住与杠杆H端相连的细绳.已知电源电压为8V,灯泡标有“6V、3W”字样,人的质量为70kg,人与地面的接触面积为150cm2,EO:HO=2:5.当开关S闭合、人对绳子拉力最小时,电流表的示数为,且滑片刚好位于滑动变阻器R的a端;当人对绳子拉力最大时,电流表示数为,且I1:I2=2:1,滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如下表所示:Y8W物理好资源网(原物理ok网)

R/Ω02468101214
F/N0.550.5100.5150.5200.5250.5300.5350.5
若不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力,不计摩擦,不计弹簧电阻.整套装置始终处于平衡状态,物体A始终不离开地面.灯泡电阻不变,且不会被烧坏.取g=10N/kg.则下列选项中错误的是Y8W物理好资源网(原物理ok网)

A.人的拉力最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是12ΩY8W物理好资源网(原物理ok网)

B.物体A的质量是60kgY8W物理好资源网(原物理ok网)

C.人的拉力最大时,人对地面的压强是3.5×104PaY8W物理好资源网(原物理ok网)

D.当灯泡正常发光时,物体A对地面的压力是400NY8W物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

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试题解析

(1)根据灯泡的铭牌结合和电功率公式可计算灯泡的电阻,人拉力最小时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,根据欧姆定律计算此时的电流,根据I1:I2=2:1可知人拉力最大时的电流,根据串联电路电阻规律进一步计算滑动变阻器接入电路的阻值.Y8W物理好资源网(原物理ok网)

(2)从表中可知人的拉力最小或最大时弹簧所受拉力,最小时绳子仅用于提起了动滑轮,最大时则仅用于动滑轮和物体,根据动滑轮的实质计算物体A所受重力,根据重力公式可计算物体A的质量是多少.Y8W物理好资源网(原物理ok网)

(3)根据杠杆平衡条件可计算拉力最大时人对绳的拉力为F,根据压强公式可计算人的拉力最大时人对地面的压强是多少.Y8W物理好资源网(原物理ok网)

(4)根据电功率公式计算灯泡正常发光时电路中的电流,根据欧姆定律计算滑动变阻器接入的电阻,查表得此时绳子的拉力,进一步计算物体A对地面的压力.Y8W物理好资源网(原物理ok网)

解答:(1)灯泡的电阻:Y8W物理好资源网(原物理ok网)

=12ΩY8W物理好资源网(原物理ok网)

人拉力最小时,滑动变阻器阻值R1=0,此时电流Y8W物理好资源网(原物理ok网)

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人拉力最大时的电流:Y8W物理好资源网(原物理ok网)

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滑动变阻器阻值:Y8W物理好资源网(原物理ok网)

=12Ω;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

故A正确;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

(2)人的拉力最小时,由R1=0,查表得:F1=0.5NY8W物理好资源网(原物理ok网)

此时绳子仅用于提起了动滑轮,则动滑轮的重Y8W物理好资源网(原物理ok网)

G=2F1=2×0.5N=1N;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

人的拉力最大时,由R2=12Ω,查表得:F2=300.5N;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

物体A所受重力GA=2F2-G=2×300.5N-1N=600N;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

则物体A的质量;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

故B正确;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

(3)人的拉力最大时,人对绳的拉力为F0,由杠杆平衡条件可知:F0?H0=F2?EO所以Y8W物理好资源网(原物理ok网)

N;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

人对地的压强Y8W物理好资源网(原物理ok网)

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故C错误;Y8W物理好资源网(原物理ok网)

(4)灯泡正常发光时,电路中的电流为Y8W物理好资源网(原物理ok网)

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滑动变阻器接入的电阻=4Ω,Y8W物理好资源网(原物理ok网)

物体A对地面的压力FA=GA+G-2F3=600N+1N-2×100.5N=400N.Y8W物理好资源网(原物理ok网)

故D正确.Y8W物理好资源网(原物理ok网)

故选C.Y8W物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题涉及的知识点较多,学生要能对欧姆定律,串联电路电阻和电压规律,动滑轮的实质,重力公式,压强公式,杠杆平衡条件,电功率公式及力的合成进行灵活运用,知识系统化是解本题的必备素质.Y8W物理好资源网(原物理ok网)