Question

如甲圖所示是某小組同學(xué)制作的一個(gè)風(fēng)力測(cè)試儀。電源電壓為4V，R₁=10Ω，R₂=30Ω，R₂是粗細(xì)均勻的電阻絲，木球用金屬絲（電阻不計(jì)）懸掛于A點(diǎn)，A點(diǎn)接入電路且金屬絲與線狀電阻R₂接觸良好，無(wú)風(fēng)時(shí)金屬絲剛好接觸于電阻絲最右端。電阻絲R₂接入電路的電阻與小球所能承受風(fēng)力F的關(guān)系如圖乙所示。
（1）分析R₁的作用。
（2）請(qǐng)通過(guò)計(jì)算得出風(fēng)力為0N、720N時(shí)，電壓表的示數(shù)。并在電壓表表盤(pán)（圖丙）上標(biāo)出風(fēng)力為0N、720N的刻度位置。
（3）小組的同學(xué)認(rèn)為此裝置存在一些不足，于是他們利用現(xiàn)有的器材對(duì)此裝置進(jìn)行了改進(jìn)（圖�。┧�示。針對(duì)甲圖裝置的不足請(qǐng)你對(duì)他們改進(jìn)的電路進(jìn)行合理評(píng)價(jià)（至少寫(xiě)出兩條）。
（4）請(qǐng)你對(duì)改進(jìn)后的裝置在制作或使用過(guò)程，應(yīng)注意的問(wèn)題提出兩條合理的建議。

Answer 1

（1）分析R₁的作用是保護(hù)電路，防止風(fēng)力過(guò)大時(shí)，電路短路，損壞電源。
（2）
當(dāng)F＝0時(shí)，由圖乙得R₂＝30Ω，U₁／U₂＝R₁／R₂；（U-U₂）／U₂＝R₁／R₂，（4V-U₂）／U₂＝10Ω／30Ω； U₂＝3V；
當(dāng)F＝720N時(shí)，由圖乙得R₂＝0Ω， U₂＝0V
在丙圖3V和0V位置分別標(biāo)出0N和720N。如圖（兩個(gè)答案：選0―3V或0―15V的量程都可以）。

（3）評(píng)價(jià)：
①改進(jìn)后的方案，當(dāng)風(fēng)力增強(qiáng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大，符合人們的認(rèn)知習(xí)慣。
②無(wú)論風(fēng)力大小，電路消耗的總功率較小，節(jié)約電能。
③電壓表的示數(shù)與風(fēng)力的變化成正比，示數(shù)均勻。
（合理即可，任選兩條即可）
（4）建議：
①電壓表選用小量程，當(dāng)風(fēng)力變化較小時(shí)時(shí)，其示數(shù)變化明顯，便于觀察
②電源電壓、R₁、R₂及電壓表的量程配置要合理，防止風(fēng)力過(guò)大時(shí)，損壞電路；
③將小球換成面積較大輕質(zhì)擋風(fēng)板，使風(fēng)力測(cè)試儀更加靈敏。
④使用時(shí)，其朝向要正確。
⑤保證金屬絲與R₂接觸良好且摩擦較小。
（合理即可，任選兩條即可）