Question

小明設計的“風力測試儀”如圖所示，已知電源電壓為6V，R為10Ω，ab是阻值為40Ω的均勻電阻絲．閉合開關(guān)S，無風時，OP下垂并與電阻絲的a端接觸；有風時，測風板P受風力作
用，使金屬細桿OP繞懸掛點O偏轉(zhuǎn)（金屬細桿OP始終與電阻絲ab接觸良好且無摩擦）．請你解答下列問題：
（1）R在電路中的作用：______．
（2）求金屬細桿OP滑到ab中點時，電流表的示數(shù)？
（3）求電路消耗的最小功率？
（4）若將電流表的刻度改為風力表的刻度值，表盤的刻度是否均勻？（要求說明理由）

Answer 1

【答案】分析：（1）為防止因電路短路而燒壞電流表和電源，電路需要加一個定值電阻；
（2）OP滑到ab中點時，電阻R和一半的金屬細桿串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)；
（3）根據(jù)P=可知，電源電壓不變，電路中電阻最大時，即當金屬桿在a點時，電路消耗的電功率最�。�
（4）根據(jù)歐姆定律分析電流和風力的函數(shù)關(guān)系可判斷表盤刻度是否均勻．
解答：解：（1）R在電路中的作用是保護電路；
（2）金屬細桿OP滑到ab中點時電流表的示數(shù)為：
I===0.2A；
（3）當金屬桿在a點時，電路中的電阻最大，總功率最小，
P===0.72W；
（4）表盤刻度不均勻．
因I=，由于U和R是定值，電路中的電流I與電阻絲接入電路的阻值R不成正比例關(guān)系，因此將電流表刻度改為風力表的刻度時，刻度盤不均勻．
答：（1）保護電路；（2）金屬細桿OP滑到ab中點時電流表的示數(shù)為0.2A；（3）電路消耗的最小功率為0.72W；
（4）如上所述．
點評：本題考查了定值電阻的作用、歐姆定律、電功率的計算，以及串聯(lián)電路的特點；關(guān)鍵是根據(jù)風力表示數(shù)的表達式判斷表盤的刻度是否均勻．