Question

【題目】小明同學設計的“風力測試儀”在校科技節上備受師生們的青睞，“風力測試儀”的原理如圖所示．電源電壓6V，R0為保護電阻，AB為長20cm、阻值為50Ω的均勻電阻絲．OP為質量、電阻均不計的金屬細桿，下端連接一個重為2N的球P．閉合開關S，無風時，OP下垂并與電阻絲的B端接觸；有風時，球P受風力作用，使金屬細桿OP繞懸掛點O偏轉，當偏轉到電阻絲的A端時，電流表示數為0.6A．已知懸掛點O與電阻絲B端為10cm，金屬細桿OP始終與電阻絲AB接觸良好且無摩擦，求：

（1）R0的阻值；

（2）無風時電流表示數；

（3）在風力作用下，當金屬細桿OP在圖示位置靜止時，作出F風的力臂，并求出該力的大小．

Answer 1

【答案】（1）R0的阻值是10Ω；

（2）無風時的電流表的示數為0.1A；

（3）風力的大小是4N

【解析】

試題分析：（1）當偏轉到離電阻絲A端時，只有電阻R0連入電路；

∴R0===10Ω；

（2）無風時滑動變阻器接入電路的是最大電阻RAB=50Ω，電阻絲全部連入電路的電阻，且電阻R0與RAB串聯：

此時電路中的電流：

I′===0.1A．

（3）如圖：

∵△ABO∽△PEO；

∴=

∴===2：1

∵金屬細桿OP平衡，以O為支點；

則根據杠桿平衡條件和LG=PE得：

F風=G=G=×2N=4N．