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某同学设计了一种测定风力的装置
发布时间：2021-01-29 13:54:451. 某同学设计了一个测定风力的装置，其原理如图所示，迎风版与一轻弹簧的一端N相连，穿在光滑的金属杆上．
设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，
①无风时：U1＝
R1E R+r+R1
得R1=
＝U1(R+r) E?U1
Ω=0.5Ω3(1+0.5) 12?3
所以内金属容杆单位长度的电阻r=
＝R1 L0
Ω/m=1Ω/m0.5 0.5
②有风时：U2＝
R2得R2＝E R2+R+r
＝U2(R+r) E?U2
Ω＝0.3Ω2×(1+0.5) 12?2
此时弹簧长度L=
＝R2 r
m＝0.3m0.3 1
压缩量x=L0-L=（0.5-0.3）m=0.2m
由受力平衡条件得风力：F=kx=1300×0.2N=260N
答：①金属杆单位长度的电阻1Ω；
②此时作用在迎风版上的风力260N．
2. 某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图1甲所示．迎风板与轻质弹簧一端连接，穿在光滑的
（1）要使电抄压表示数随风力的袭增大而增大，电压表应与定值电阻R并联，如下图甲所示；
（2）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
电路总电流I=
| U |
| R+RX |
| 4.5V |
| 1Ω+3.5Ω |
R两端电压就是电压表的示数，UR=IR=1A×1Ω=1V．
故电流表示数是1A，电压表示数为1V．
故此时的功率是P=UI=1V×1A=1W；
见下图．
分析图象可知最大风力为720N．
故答案为：（1）如上图
（2）当无风时，电流表的示数是1A，电压表的示数是1V，R所消耗的功率是1W；
（3）如果电压表的量程为0～3V，求该装置所受的最大风力是720N．
3. 兰兰设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，金属迎风板与绝缘轻弹簧的一端N相接，一起套在有一定电
金属杆与档板组成了一个滑动变阻器，当风力变大时弹簧被压缩专，金属杆的接入部分变短，故属接入电阻变小，
∵I=
| U |
| R |
∴电路中电流变大，R上两端的电压变大，
∵金属杆上两端的电压与R两端的电压之和等于电源电压，
∴金属杆两端的电压变小，即电压表示数变小．
故答案为：变小．
4. 如图甲是小明设计的一种测定风力的装置，它可以根据电压表的读数反映风力大小，该装置的迎风板与一轻弹簧
（1）∵每来10cm长的金属杆其电阻源为0.1Ω，
∴金属杆的电阻为R=
| 50cm |
| 10cm |
（2）弹簧处于原长时，R与R1串联，
电路中的电流为I=
| U |
| R+R1 |
| 9V |
| 1.5Ω+0.5Ω |
R1两端的电压为U1=IR1=4.5A×1.5Ω=6.75V，即电压表的示数为6.75V；
（3）当电压表的示数为7.5V时，
电路中的电流I′=I1′=
分析图象可知最大风力为720N． 答：（1）电压表的位置如上图所示； （2）无风时，电路中的电流为1A，电压表的示数为1V； （3）如果电压表的量程为0～3V，该装置所能测量的最大风力为720N． 8. （2008南开区模拟）某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示．迎风板与一轻弹簧的一端N相接，穿
（1）无风时，金属杆电阻RL
单位长度电阻r0=
（2）有风时U2=
R2=0.3Ω 此时专弹簧属长度L=
x=L0-L=0.5-0.3=0.2m 由平衡，此时风力：F=kx=1300×0.2=260N （3）根据动量定理，有： F△t=ρs（v△t）v 解得：v=
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