Question

我市東部部沿海聳起一片“風(fēng)電林”，為我市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了可再生綠色能源，為旅游業(yè)帶來新亮點(diǎn)。小明對風(fēng)力的研究也產(chǎn)生了濃厚的興趣，和同學(xué)一起設(shè)計(jì)了“風(fēng)力測試儀”的原理圖，如圖所示，已知電源電壓12V，R₀為20Ω，OB長為10cm，AB長為20cm、阻值為60Ω的均勻電阻絲。OP為質(zhì)量、電阻均不計(jì)的金屬細(xì)桿，下端連接一個(gè)重為3N的圓球P。金屬細(xì)桿OP始終與電阻絲AB接觸良好且無摩擦。閉合開關(guān)S，無風(fēng)時(shí)，OP下垂并與電阻絲的B端接觸；有風(fēng)時(shí)，圓球P受風(fēng)力作用，使金屬細(xì)桿OP繞懸掛點(diǎn)O偏轉(zhuǎn)。請你解答下列問題：（9分）

⑴無風(fēng)時(shí)電流表示數(shù)是多少？

⑵當(dāng)金屬細(xì)桿OP滑到AB中點(diǎn)時(shí)電路消耗的總功率是多少？

⑶當(dāng)金屬細(xì)桿OP滑到A點(diǎn)時(shí)圓球P受的風(fēng)力是多大？

⑷若將電流表的刻度改為風(fēng)力表的刻度值，請問表盤刻度均勻嗎？簡要說明理由。

 

Answer 1

⑴0.15A；

⑵2.88W

⑶6N

⑷表盤刻度不均勻。由于R₀在存在，電路中的電流與電阻絲拉入電路的阻值不成反比，因此將電流表刻度改為風(fēng)力表的刻度，刻度盤不均勻。

解析:無風(fēng)時(shí)電流表示數(shù)是I=U/ R₀=12V/80Ω=0.15A; 當(dāng)金屬細(xì)桿OP滑到AB中點(diǎn)時(shí),電路中的電阻是50Ω，電路消耗的總功率是P=U²/R=(12V)²/50Ω=2.88W. 當(dāng)金屬細(xì)桿OP滑到A點(diǎn)時(shí)圓球P受的風(fēng)力是6N. 表盤刻度不均勻。由于R₀在存在，電路中的電流與電阻絲拉入電路的阻值不成反比，因此將電流表刻度改為風(fēng)力表的刻度，刻度盤不均勻。