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如图甲所示为一种测定风力的装置.迎风板与一轻质弹簧一端连接 穿在光滑的金属杆上

时间:2023-03-17 04:03:58

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如图甲所示为一种测定风力的装置.迎风板与一轻质弹簧一端连接 穿在光滑的金属杆上

问题补充:

如图甲所示为一种测定风力的装置.迎风板与一轻质弹簧一端连接,穿在光滑的金属杆上,弹簧由绝缘材料制成,均匀金属杆的阻值随长度均匀变化,工作时迎风板总是正对风吹来的方向,电路中左端导线与金属杆M端相连,右端导线接在迎风板上N点并可随迎风板在金属杆上滑动,两端导线与金属杆均接触良好.已知电源电压恒为4.5V,定值电阻R=1.0Ω,金属杆接入电路中的电阻Rx与迎风板所承受风力F的关系如图乙所示.

(1)无风时,求电压表的示数和定值电阻R消耗的电功率;

(2)如果电压表的量程为0~3V,求该装置所能测量的最大风力.

答案:

解:(1)无风时,定值电阻R与金属杆串联,此时金属杆接入电路中的电阻Rx为3.5Ω

∵串联电路的总电阻等于各分电阻之和,

∴根据欧姆定律可得,电路的电流I===1A,

R两端电压UR=IR=1A×1Ω=1V,即电压表的示数为1V;

定值电阻R消耗的电功率P=URI=1V×1A=1W;

(2)当电压表示数为3V时,R两端电压UR′=3V

∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和,

∴金属杆两端电压Ux=U-UR′=4.5V-3V=1.5V,

电路中的电流I′===3A,

金属杆电阻R1===0.5Ω,

分析图象可知最大风力为720N.

答:(1)当无风时,电压表的示数是1V,R所消耗的功率是1W;

(2)如果电压表的量程为0~3V,则该装置所受的最大风力是720N.

解析分析:(1)从关系图中可以看出,当无风时,金属杆接入电路中的电阻RX为3.5Ω,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压即为电压表的示数,利用P=UI求出定值电阻R消耗的电功率.(2)电压表示数最大为3V,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出金属杆两端的电压,利用欧姆定律求出金属杆的电阻,对照图象可知风力的大小.

点评:本题考查电压、电流、电阻的计算,关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电压的规律,还要学会从所给信息中找到有用的数据,会看数据图象.

如图甲所示为一种测定风力的装置.迎风板与一轻质弹簧一端连接 穿在光滑的金属杆上 弹簧由绝缘材料制成 均匀金属杆的阻值随长度均匀变化 工作时迎风板总是正对风吹来的方向

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