Question

【題目】如圖所示為一種測(cè)定風(fēng)作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細(xì)長(zhǎng)金屬絲上面，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，與細(xì)金屬絲始終保持良好的接觸．無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲與電阻絲在C點(diǎn)接觸，此時(shí)電路中電流I0，有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度，角θ與風(fēng)力大小有關(guān)，已知風(fēng)力方向水平向左，OC＝h，CD＝L，球質(zhì)量為m，電阻絲單位長(zhǎng)度電阻為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)，電流表示數(shù)為I′，此時(shí)風(fēng)力大小為F．試寫出：

（1）風(fēng)力大小F與θ的關(guān)系式；

（2）風(fēng)力大小F與電流表示數(shù)I′的關(guān)系式．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

(1)有風(fēng)時(shí)，對(duì)金屬球P，受重力mg、風(fēng)力F、金屬絲拉力F1，如圖所示：

由平衡條件得：

水平方向：

，

豎直方向：

解得：

(2)無風(fēng)時(shí)，電源電壓

有風(fēng)時(shí)，電阻絲電阻

，

此時(shí)：

由以上解得：

聯(lián)立以上可得：