導航:首頁 > 裝置知識 > 某同學設計了一種測定風力的裝置
某同學設計了一種測定風力的裝置
發布時間：2021-01-29 13:54:451. 某同學設計了一個測定風力的裝置，其原理如圖所示，迎風版與一輕彈簧的一端N相連，穿在光滑的金屬桿上．
設無風時金屬桿接入電路的電阻為R1，風吹時接入電路的電阻為R2，
①無風時：U1＝
| E |
| R+r+R1 |
得R1=
| U1(R+r) |
| E?U1 |
| 3(1+0.5) |
| 12?3 |
所以內金屬容桿單位長度的電阻r=
| R1 |
| L0 |
| 0.5 |
| 0.5 |
②有風時：U2＝
| E |
| R2+R+r |
| U2(R+r) |
| E?U2 |
| 2×(1+0.5) |
| 12?2 |
此時彈簧長度L=
| R2 |
| r |
| 0.3 |
| 1 |
壓縮量x=L0-L=（0.5-0.3）m=0.2m
由受力平衡條件得風力：F=kx=1300×0.2N=260N
答：①金屬桿單位長度的電阻1Ω；
②此時作用在迎風版上的風力260N．
2. 某研究性學習小組設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖1甲所示．迎風板與輕質彈簧一端連接，穿在光滑的
（1）要使電抄壓表示數隨風力的襲增大而增大，電壓表應與定值電阻R並聯，如下圖甲所示；
（2）無風時，定值電阻R與金屬桿串聯，此時金屬桿接入電路中的電阻Rx為3.5Ω
電路總電流I=
| U |
| R+RX |
| 4.5V |
| 1Ω+3.5Ω |
R兩端電壓就是電壓表的示數，UR=IR=1A×1Ω=1V．
故電流表示數是1A，電壓表示數為1V．
故此時的功率是P=UI=1V×1A=1W；
見下圖．
1.5V3A=0.5Ω．分析圖象可知最大風力為720N．
故答案為：（1）如上圖
（2）當無風時，電流表的示數是1A，電壓表的示數是1V，R所消耗的功率是1W；
（3）如果電壓表的量程為0～3V，求該裝置所受的最大風力是720N．
3. 蘭蘭設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖所示，金屬迎風板與絕緣輕彈簧的一端N相接，一起套在有一定電
金屬桿與檔板組成了一個滑動變阻器，當風力變大時彈簧被壓縮專，金屬桿的接入部分變短，故屬接入電阻變小，
∵I=
| U |
| R |
∴電路中電流變大，R上兩端的電壓變大，
∵金屬桿上兩端的電壓與R兩端的電壓之和等於電源電壓，
∴金屬桿兩端的電壓變小，即電壓表示數變小．
故答案為：變小．
4. 如圖甲是小明設計的一種測定風力的裝置，它可以根據電壓表的讀數反映風力大小，該裝置的迎風板與一輕彈簧
（1）∵每來10cm長的金屬桿其電阻源為0.1Ω，
∴金屬桿的電阻為R=
| 50cm |
| 10cm |
（2）彈簧處於原長時，R與R1串聯，
電路中的電流為I=
| U |
| R+R1 |
| 9V |
| 1.5Ω+0.5Ω |
R1兩端的電壓為U1=IR1=4.5A×1.5Ω=6.75V，即電壓表的示數為6.75V；
（3）當電壓表的示數為7.5V時，
電路中的電流I′=I1′=
分析圖象可知最大風力為720N． 答：（1）電壓表的位置如上圖所示； （2）無風時，電路中的電流為1A，電壓表的示數為1V； （3）如果電壓表的量程為0～3V，該裝置所能測量的最大風力為720N． 8. （2008南開區模擬）某同學設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖所示．迎風板與一輕彈簧的一端N相接，穿
（1）無風時，金屬桿電阻RL
單位長度電阻r0=
（2）有風時U2=
R2=0.3Ω 此時專彈簧屬長度L=
x=L0-L=0.5-0.3=0.2m 由平衡，此時風力：F=kx=1300×0.2=260N （3）根據動量定理，有： F△t=ρs（v△t）v 解得：v= |