Question

某课题小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，如图所示是其原理图，放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连．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的质量为10kg，定值电阻R₁=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．己知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图所示，取g=10N/kg．问：

（1）电流表中的示数随着拉力的增大而______（选填“增大”或“减小”）
（2）若将电流表的表盘改为拉力计的表盘，则该表盘的零刻度所对应的电流值是______A；拉力计的满刻度是______N；
（3）能否将物体拉离地面？答：______（选填“能”或“不能”），理由是______

Answer

（1）结合滑动变阻器的变阻原理分析；
（2）当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端，利用欧姆定律求对应的电流值，
拉力计满刻度时是电路中电流最大0.6A时，利用欧姆定律计算，并借助乙图分析．
【解析】
（1）拉力增大时，连入的电阻减小，使得电路中的电流增大
（2）当不拉拉环时，R2=24Ω，由欧姆定律知，电路中电流

故拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A处；
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′=10Ω
R2接入电路的电阻R2′=R′-R1=10Ω-6Ω=4Ω
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．
R2′=4Ω，又R2的阻值与长度成正比，故此时连入电路中的电阻线长度为l=1 cm，
则弹簧伸长的长度△l=l-l=6cm-1cm=5cm
据乙图知，此时拉环拉力最大为F大=75N
（3）G=mg=10kg×10N/kg=100N，因为拉力100N已超出拉力计的测量范围，所以不能将物体拉离地面
故答案为：（1）增大；（2）0.2，75；（3）不能，因为拉力100N已超出拉力计的测量范围