Question

如圖所示為一種測定風(fēng)力的儀器的原理圖.P為金屬球,懸掛在一根細(xì)長金屬絲下面,O是懸掛點(diǎn),R₀是保護(hù)電阻,CD是水平放置的光滑電阻絲,與金屬絲始終保持良好接觸.無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲和電阻絲在C點(diǎn)接觸,此時(shí)電路中的電流為I₀,有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度,角θ與風(fēng)力大小有關(guān).已知風(fēng)力的方向水平向左,OC=h,CD=L,球的質(zhì)量為m,電阻絲單位長度的阻值為k,電源內(nèi)阻和金屬絲電阻均不計(jì),金屬絲偏轉(zhuǎn)θ角時(shí),電流表的讀數(shù)為I′,此時(shí)風(fēng)力大小為F.試求風(fēng)力大小F與電流表讀數(shù)I′的關(guān)系式.

 

Answer 1

【答案】

【解析】對小球受力分析可得，平衡時(shí)根據(jù)幾何知識可得，所以即，

滑動(dòng)變阻器故連入電阻的電阻為，

此時(shí)電路的總電阻為

因?yàn)楫?dāng)滑動(dòng)變阻器全部連入電路時(shí)，電路的電流為I₀,所以根據(jù)歐姆定律可得電源的電壓為,

所以當(dāng)夾角為時(shí)電流表的度數(shù)為,

所以化簡可得：

思路分析：先根據(jù)力的平衡知識和幾何知識得出，從而求出滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻，進(jìn)而可得到此時(shí)的總電阻，，在利用題中的當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部連入電路時(shí)，電路的電流為I₀,所以根據(jù)歐姆定律可得電源的電壓，然后根據(jù)歐姆定律求解，化簡即可

試題點(diǎn)評：本題考查了力電綜合，同時(shí)也考查了學(xué)生的綜合分析問題的能力，