Question

18．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，下列說法正確的是（　　）

• A． R₀的阻值為20Ω
• B． 無風時電流表示數為0.1A
• C． 當偏轉到離電阻絲A端5cm時，電流表示數為0.3A
• D． R₀在電路中起到了保護電路的作用，以免風力過大時，超過電流表量程

Answer 1

分析 （1）當偏轉到電阻絲的A端時，電路中只有定值電阻，知道電源電壓和電流，利用歐姆定律求定值電阻R₀；
（2）無風時，OP下垂并與電阻絲的B端接觸，電阻絲AB與R₀串聯，求出總電阻利用歐姆定律求電流大小；
（3）當偏轉到離電阻絲A端5cm時，求出連入電路中的電阻大小，進而求出電路的總電阻，利用歐姆定律求此時電流大小；
（4）當風力過大時，金屬細桿OP繞懸掛點O偏轉的角度也較大，電阻絲連入電路中的電阻過小，電路的總電阻過小，根據歐姆定律，電流過大，有可能超過電流表量程，所以，為保護電路，在電路中串聯一個定值電阻，會使總電阻增大，從而減小電路中的電流大小，以免超過電流表量程．

解答 解：
A、當偏轉到電阻絲的A端時，電路中只有定值電阻，電流表示數為0.6A，定值電阻R₀=$\frac{U}{{I}_{1}}=\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，故不正確；
B、無風時，OP下垂并與電阻絲的B端接觸，電阻絲AB與R₀串聯，根據電阻串聯的規律R=10Ω+50Ω=60Ω，由歐姆定律，此時 電流表的示數I₂=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A，故B正確；
C、當偏轉到離電阻絲A端5cm時，因為均勻電阻絲，連入電路中的電阻大小為$\frac{5}{20}$×50Ω=12.5Ω，電路的總電阻：R′=12.5Ω+10Ω=22.5Ω，由歐姆定律此，時電流表的示數I₃=$\frac{U}{R′}=\frac{6V}{22.5Ω}$=0.27A，故C不正確；
D、當風力過大時，金屬細桿OP繞懸掛點O偏轉的角度也較大，電阻絲連入電路中的電阻過小，電路的總電阻過小，根據歐姆定律，電流過大，有可能超過電流表量程，所以，為保護電路，在電路中串聯一個定值電阻，會使總電阻增大，從而減小電路中的電流大小，以勉超過電流表量程，故D正確．
故選：BD．

點評 本題考查變阻器的原理、歐姆定律及串聯電路規律的應用，正確識別電路是解題的關鍵．