Question

請你閱讀下列一段話，并回答后面提出的問題．
風(fēng)力測量儀是以測量風(fēng)速為基本功能，又將風(fēng)溫、相對濕度測量功能組合而一的儀表，是一種便攜式、智能化的低風(fēng)速測量儀表，在測量管道環(huán)境及采暖、空調(diào)制冷、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能監(jiān)測、氣象、農(nóng)業(yè)、冷藏、干燥、勞動衛(wèi)生調(diào)查、潔凈車間、化纖紡織，各種風(fēng)速實驗等方面有廣泛用途．
如圖是某中學(xué)八年級科學(xué)課外實踐活動小組設(shè)計的風(fēng)力測量儀的電路示意圖，其電源電壓U=3V，電路保護(hù)電阻R₁=10Ω，均勻電阻絲的阻值為R₂=10Ω，金屬絲（電阻忽略不計）的上端固定在O點，下端系有一塊塑料片A，當(dāng)風(fēng)從右向左吹動塑料片時，金屬絲向左擺動并與電阻絲保持良好的接觸，風(fēng)力表由電壓表改裝而成．
（1）無風(fēng)時，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是多少？電路中的電流是多少？
（2）風(fēng)力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是多少？
（3）為什么不在電路中串聯(lián)電流表，把電流表改裝成風(fēng)力表？

Answer 1

分析：由電路圖可知，電阻R₁與R₂的最大阻值串聯(lián)，電壓表測R₂中OA右側(cè)電阻兩端的電壓．
（1）無風(fēng)時，電壓表被短路，故電壓為0；電阻絲與保護(hù)電阻串聯(lián)，由歐姆定律可求得電流；
（2）金屬絲滑到最左端時，電壓表測R₂上的電壓，則由歐姆定律可求得電壓；
（3）由電路圖可知，電路中的電阻不變，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流不變，所以無論風(fēng)力大小，電路中的電流均不變．

解答：解：由電路圖可知，電阻R₁與R₂的最大阻值串聯(lián)，電壓表測R₂中OA右側(cè)電阻兩端的電壓．
（1）無風(fēng)時，塑料片豎直下垂，電壓表被短路，兩端電壓為：U₂=0；
根據(jù)歐姆定律可得：
電路中的電流I=

U

R1+R2

=

3V

10Ω+10Ω

=0.15A；
（2）風(fēng)力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，此時電壓表示數(shù)為：
U₂′=IR₂=0.15A×10Ω=1.5V；
（3）因為電路中電阻與電壓恒定，所以電流恒定，無法測風(fēng)力．
答：（1）無風(fēng)時，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是0，電路中的電流是0.15A；
（2）風(fēng)力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是1.5V；
（3）因為電路中電阻與電壓恒定，所以電流恒定，無法測風(fēng)力．

點評：解決本題的關(guān)鍵是知道金屬絲的擺動不影響電路的結(jié)構(gòu)，只是改變了與電壓表并聯(lián)部分，即改變了電壓表測量的電阻．