Question

我市北部沿海聳起一片“風電林”，為威海經濟發展提供了可再生綠色能源，為旅游業帶來新亮點。小明對風力的研究也產生了濃厚的興趣，和同學一起設計了“風力測試儀”的原理圖，如圖23所示，已知電源電壓12V，R0為20Ω，OB長為10cm，AB長為20cm、阻值為60Ω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3N的圓球P。金屬細桿OP始終與電阻絲AB 接觸良好且無摩擦。閉合開關S，無風時，OP下垂并與電阻絲的B端接觸；有風時，圓球P受風力作用，使金屬細桿OP繞懸掛點O偏轉。請你解答下列問題：

（1）     無風時電流表示數是多少？（2）當金屬細桿OP滑到AB中點時電路消耗的總功率是多少？（3）當金屬細桿OP滑到A點時圓球P受的風力是多大？（4）若將電流表的刻度改為風力表的刻度值，請問表盤刻度均勻嗎？簡要說明理由。

Answer 1

 (1)無風時，電流表示數為0.15A。(2)當金屬細桿OP滑到AB中點時，電路中電流為0.24A。電路消耗的總功率是2.88W。

(3)

(4)表盤刻度不均勻。由于R0在存在，電路中的電流與電阻絲拉入電路的阻值不成反比，因此將電流表刻度改為風力表的刻度，刻度盤不均勻。