Question

某課外小組設計了一種測定風速的裝置，其原理如圖所示．一個勁度系數k＝120 N/m、自然長度L₀＝1 m的彈簧一端固定在墻上的M點，另一端N與導電的迎風板相連，彈簧穿在光滑水平放置的電阻率較大的金屬桿上，彈簧是不導電的材料制成的．迎風板面積S＝0.5 m²，工作時總是正對著風吹來的方向，電路的一端與迎風板相連，另一端在M點與金屬桿相連，迎風板可在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好．定值電阻R＝1.0 Ω，電源的電動勢E＝12 V，內阻r＝0.5Ω.閉合開關，沒有風吹時，彈簧處于原長，電壓表的示數U₁＝9.0 V，某時刻由于風吹迎風板，電壓表的示數變為U₂＝6.0V．(電壓表可看做理想電表)求：

1.金屬桿單位長度的電阻；

2.此時作用在迎風板上的風力．            

 

 

 

Answer 1

 

1.

2.

解析:設無風時金屬桿接入電路的電阻為R₁，風吹時接入電路的電阻為R₂，由題意得

(1)無風時：U₁＝R₁

得R₁＝4.5Ω

所以金屬桿單位長度的電阻r＝＝ Ω/m＝4.5 Ω/m.