Question

甲圖是某小組同學制作的一個風力測試儀．電壓表選用的量程為0～3V，電源電壓為4V，R₁=2OΩ，R₂=30Ω，R₂是粗細均勻的電阻絲，木球用金屬絲（電阻不計）懸掛于A點，A點接入電路且金屬絲與線狀電阻R₂接觸良好，無風時金屬絲剛好接觸于電阻絲最右端．電阻絲R₂接入電路的電阻與小球所承受風力F的關系如圖乙所示．

（1）分析圖甲中接入R_l的作用是

保護電路，防止電流過大燒壞電源

．
（2）請根據圖乙查找出風力為480N時，R₂接入電路的阻值為

10

Ω．
（3）請計算無風（即“風力為ON”）時的電壓表示數．并在電壓表表盤（圖丙）上標出所求電壓對應的刻度位置（即畫出“指針對準的刻度線位置”）．

Answer 1

分析：（1）分析圖甲，當風力最大時，R₂連入電阻為0，為了保護電源、電路，連入了R₁；
（2）當風力為480N時，由圖乙可知R₂連入電阻的阻值大小；
（3）當風力為0時，由圖乙可知R₂連入電阻的阻值大小，求出總電阻，利用歐姆定律求出電路中的電流，再利用U=IR求R₂兩端的電壓，并在電壓表上標出指針位置．

解答：解：（l）當風力最大時，R₂連入電阻為0，為了保護電路，防止電流過大燒壞電源，連入了R₁；
（2）由圖乙可知，當風力為480N時，R₂連入電阻為10Ω；
（3）當F=ON時，由圖乙可知，R₂=30Ω，此時電路中的電流：
I=

U

R

=

U

R1+R2

=

4V

20Ω+30Ω

=0.08A，
U₂=IR₂=0.08A×30Ω=2.4V，
指針位置如圖所示．
故答案為：（1）保護電路，防止電流過大燒壞電源；（2）10；（3）電壓表示數為204V，指針位置如圖所示．

點評：本題考查了學生對歐姆定律、串聯電路特點的掌握和運用，能從電路圖和R-F圖象得出相關信息是本題的關鍵．