Question

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的一端相接，穿在光滑的金屬桿上，彈簧是用絕緣材料制成的，原長為0.5 m，受到壓力后會縮短，其縮短的長度△L與它所受的壓力F的關系如圖乙所示．迎風板面積為0.5 m²，工作時總是正對著風吹來的方向．電路中左端導線與金屬桿M端相連，右端導線接在N點并可隨迎風板在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好．金屬桿粗細均勻，有一定的電阻，每10 cm長的金屬桿其電阻為0.1．電路中電阻R₁的阻值為1.5，電源電壓為9 V．

      

(1)合上開關S，沒有風吹時，彈簧處于原長．此時電壓表的示數為多少?

(2)由于風力的作用，迎風板向左壓縮彈簧，從而使電壓表讀數變為7．5 V，此時作用在迎風板上的風力多大?

(3)若風速為20 m／s，那么每分鐘內有多少千克的空氣沖擊迎風板?(=1．3 kg／m³)

Answer 1

(1) 

(2)

 

由圖像可知此時作用在迎風板上的風力為260 N． 

(3)