Question

某課外小組設(shè)計(jì)了一種測(cè)定風(fēng)速的裝置，其原理如圖所示．一個(gè)勁度系數(shù)k＝120 N/m、自然長(zhǎng)度L₀＝1 m的彈簧一端固定在墻上的M點(diǎn)，另一端N與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連，彈簧穿在光滑水平放置的電阻率較大的金屬桿上，彈簧是不導(dǎo)電的材料制成的．迎風(fēng)板面積S＝0.5 m²，工作時(shí)總是正對(duì)著風(fēng)吹來的方向，電路的一端與迎風(fēng)板相連，另一端在M點(diǎn)與金屬桿相連，迎風(fēng)板可在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良好．定值電阻R＝1.0 Ω，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω.閉合開關(guān)，沒有風(fēng)吹時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，電壓表的示數(shù)U₁＝9.0 V，某時(shí)刻由于風(fēng)吹迎風(fēng)板，電壓表的示數(shù)變?yōu)?i>U₂＝6.0 V．(電壓表可看做理想電表)求：

1.金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻；

2.此時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力．            

 

Answer 1

【答案】

 

1.4.5 Ω/m

2.80N

【解析】設(shè)無風(fēng)時(shí)金屬桿接入電路的電阻為R₁，風(fēng)吹時(shí)接入電路的電阻為R₂，由題意得

(1)無風(fēng)時(shí)：U₁＝R₁

得R₁＝4.5 Ω

所以金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻r＝＝ Ω/m＝4.5 Ω/m.