Question

某研究性學習小組設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖甲所示．迎風板與一輕質彈簧一端連接，穿在光滑的金屬桿上，彈簧由絕緣材料制成，均勻金屬桿的阻值隨長度均勻變化，工作時迎風板總是正對風吹來的方向．電路中左端導線與金屬桿M端相連，右端導線接在迎風板上N點并可隨迎風板在金屬桿上滑動，兩端導線與金屬桿均接觸良好．

已知電源電壓恒為4.5 V，定值電阻R＝1.0 Ω．金屬桿接入電路中的電阻Rx與迎風板所承受風力F的關系如圖乙所示．

(1)若在電路中接人一電壓表，使電壓表示數隨風力的增大而增大，請在圖甲中適當位置畫出電壓表；

(2)無風時，求電壓表的示數和定值電阻只消耗的電功率；

(3)如果電壓表的量程為0～3 V，求該裝置所能測量的最大風力．

Answer 1

答案：
解析：

(1)電壓表與定值電阻R并聯，如圖所示 　　(2)無風時，定值電阻R與金屬桿串聯，此時金屬桿接入電路中的電阻Rx為3.5 Ω 　　 　　(3)當電壓表示數為3 V時， 　　 　　(1分) 　　分析圖像可知最大風力為720 N．