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小刚设计了一种测定风力的装置
发布时间：2021-02-08 20:02:11① 小明、小亮和小敏共同设计了一种测定水平方向风力的装置．其原理如图：绝缘轻弹簧的左端固定在O点，右端
（1）A、来在a、b之间接电自流表，在c、d之间连接导线时，会造成电源短路，故A不正确；
B、只在a、b之间接电流表时，电路为串联电路，电流表测电路中的电流，当风力增大时接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，故B正确；
C、在c、d之间接电压表，在a、b之间连接导线，电压表测O和迎风板之间电阻两端的电压，当风力增大时接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，电阻R两端的电压变大，根据串联电路的总电压等于分电阻的电压之和可知，电压表的示数变小，故C不正确；
D、只在c、d之间接电压表时，电压表断路，故D不正确；
（2）设计中没有考虑迎风板与金属杆的摩擦力；没考虑迎风板左侧受到的空气的阻力；试验中难以保证风力大小恒定、方向水平等．
故答案为：（1）B；（2）设计中没有考虑迎风板与金属杆的摩擦力．
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所示．迎风板与一轻质弹簧一端连接，穿在光滑的
（1）要使电压表示数随风力的增大而增大，电压表应与定值电阻R并联，如下图专甲所示；
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．
③ 某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示．迎风板与一压敏电阻Rx连接，工作时迎风板
由图甲可知，定值电阻与压敏电阻是串联．
（1）由图乙可知，压敏电阻的阻值随风力增大而减小，
则当风力增大时，压敏电阻的阻值在减小，此时压敏电阻和定值电阻的总电阻在减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流在增大．由于定值电阻阻值一定，通过它的电流在增大，则它两端的电压在增大，所以电压表应该并联在定值电阻两端．
（2）由图乙可知，当无风时，压敏电阻的阻值为3.5Ω，
则压敏电阻和定值电阻串联时的总电阻：R总=3.5Ω+1.0Ω=4.5Ω，
电路中的电流：I=
| U |
| R总 |
| 4.5V |
| 4.5Ω |
定值电阻两端的电压：UR=IR=1A×1.0Ω=1V，
定值电阻消耗的电功率：P=URI=1V×1A=1W．
（3）当电压表示数为3V时，此时是该装置所能测量的最大风力，
则压敏电阻两端的电压：UX=U-UR=4.5V-3V=1.5V，
电路中的电流：I′=
| UR′ |
| R |
| 3V |
| 1.0Ω |
压敏电阻的阻值：RX=
| UX |
| I′ |
| 1.5V |
| 3A |
由图乙可知，当压敏电阻的阻值为0.5Ω时，风力为720N．
答：（1）
（2）无风时，电压表的示数是1V，定值电阻消耗的电功率是1W．
（3）如果电压表的量程为0～3V，该装置所能测量的最大风力是720N．
④ 某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示。一个劲度系数 k ＝120N/m、自然长度 L 0 ＝1m的
| 解：设无风时金属杆接入电路的电阻为 R 1 ，风吹时接入电路的电阻为 R 2 ，由题意得 （1）无风内时： U 1 ＝ N＝80N |
⑤ 某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示。迎风板与一轻质弹簧一端连接，穿在光滑的
| 解： （1）电压表与定值电阻R并联，如图所示 。分析图像可知最大风力为720N。 |
⑥ 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′=
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