Question

如圖所示是哈市某中學(xué)九年級物理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=20Ω，均勻電阻絲的阻值為R₂=3Ω，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？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

（2）風(fēng)力最強(qiáng)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，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂右端接入電路電阻的阻值．

（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）風(fēng)力最強(qiáng)時，金屬絲滑到最左端時，電壓表測R₂上的電壓，則由歐姆定律可求電壓表的示數(shù)；

（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，電流表的示數(shù)不變．

解答： 解：（1）無風(fēng)時，塑料片豎直下垂，此時電壓表被短路，電壓表的示數(shù)為0伏；

電流表的示數(shù)為：I==≈0.13A．

（2）當(dāng)風(fēng)力最強(qiáng)時，電壓表的示數(shù)即為R₂兩端的電壓，

電路中的電流I₂=I=0.13A，

電壓表的示數(shù)U₂=I₂R₂=0.13A×3Ω=0.39V．

（3）因為無論風(fēng)力大小，接入電路中的總電阻都沒有發(fā)生，電源電壓一定，電路中的電流也就不會發(fā)生改變，因此接入電流表不可行．

答：（1）無風(fēng)時，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是0V，電路中的電流是0.13A．

（2）風(fēng)力最強(qiáng)時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是0.39V．

（3）風(fēng)力變化時，接入電路中的總電阻都沒有發(fā)生，電源電壓一定，電路中的電流也就不會發(fā)生改變，因此接入電流表不可行．