利用電學(xué)方法可以測量水流對小球的作用力的大�。畧D中質(zhì)量為m的小鉛球用一根金屬絲系于O點．開始時水不流動，小球在豎直方向保持靜止．若水開始流動，則小鉛球?qū)⒃谒鞯耐苿酉孪蜃髷[動一定的角度θ．水流的速度越大，θ也越大．為了測定水流對小鉛球推力F的大小，在水平方向固定了一根長L的電阻絲BC，其C端在懸點O的正下方，OC相距h．BC與懸掛小鉛球的金屬絲接觸點為D，接觸良好，不計接觸點的摩擦和金屬絲的電阻．現(xiàn)有一個電動勢為E、內(nèi)電阻不計的電源和一只理想電壓表，試將這些器材連接成測量F的電路，并要求水流的推力F越大時，電壓表的示數(shù)也越大．
（1）接線圖畫在圖上．（連接線必須接在圖中各個小圓點上）
（2）設(shè)小球穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)為U，試求水流對小鉛球的推力F．

解：（1）如圖所示；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，有
$\text{[math]}$ ①
根據(jù)電阻定律，有
$\text{[math]}$ ②
對小球受力分析，受水的推力F、細(xì)線的拉力T和重力G，如圖

根據(jù)共點力平衡條件，有
F=mgtanθ ③
其中
tanθ= $\text{[math]}$ ④
由①②③④解得
$\text{[math]}$
即水流對小鉛球的推力F為 $\text{[math]}$ ．
分析：（1）要求水流的推力F越大時，電壓表的示數(shù)也越大，由于水的推力越大，懸掛小球的細(xì)線與豎直方向的夾角越大，故可以用分壓式接法連接電路；
（2）先根據(jù)閉合電路歐姆定律求出CD間電阻值，得到CD間距，從而得到細(xì)線與豎直方向的夾角的正切值，最后對小球受力分析，根據(jù)共點力平衡條件得到小球受到的拉力大�。�
點評：本題是一道力電綜合問題，關(guān)鍵先通過閉合電路歐姆定律結(jié)合幾何關(guān)系得到懸線與豎直方向的夾角，然后對小球受力分析后根據(jù)共點力平衡條件求得細(xì)線對小球的拉力大小．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

利用電學(xué)方法可以測量水流對小球的作用力的大小．圖中質(zhì)量為m的小鉛球用一根金屬絲系于O點．開始時水不流動，小球在豎直方向保持靜止．若水開始流動，則小鉛球?qū)⒃谒鞯耐苿酉孪蜃髷[動一定的角度θ．水流的速度越大，θ也越大．為了測定水流對小鉛球推力F的大小，在水平方向固定了一根長L的電阻絲BC，其C端在懸點O的正下方，OC相距h．BC與懸掛小鉛球的金屬絲接觸點為D，接觸良好，不計接觸點的摩擦和金屬絲的電阻．現(xiàn)有一個電動勢為E、內(nèi)電阻不計的電源和一只理想電壓表，試將這些器材連接成測量F的電路，并要求水流的推力F越大時，電壓表的示數(shù)也越大．
（1）接線圖畫在圖上．（連接線必須接在圖中各個小圓點上）
（2）設(shè)小球穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)為U，試求水流對小鉛球的推力F．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．（1）在測定金屬的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，讀數(shù)為

mm．
（2）在用單擺測定重力加速度實驗中，用游標(biāo)為20分度的卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為

cm．

Ⅱ．太陽能是一種清潔、“綠色”能源．在我國上海舉辦的2010年世博會上，大量利用了太陽能電池．太陽能電池在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學(xué)器件．某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時（沒有儲存電能）的I-U特性．所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
（1）為了達(dá)到上述目的，請將圖1連成一個完整的實驗電路圖．
（2）該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖2的I-U圖象．由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時，太陽能電池的電阻

（填“很大”或“很小”）；當(dāng)電壓為2.80V時，太陽能電池的電阻約為

Ω．

Ⅲ．利用圖示裝置進(jìn)行驗證機(jī)械能守恒定律的實驗時，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h．某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案．
用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v0
用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=

2gh

計算出瞬時速度
根據(jù)做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度，并通過計算出高度h
用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度，等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v0以上方案中只有一種正確，正確的是

（填入相應(yīng)的字母）

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科目：高中物理 來源：2010年高考試題（安徽卷）解析版 題型：實驗題

Ⅰ．（1）在測定金屬的電阻率實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，讀數(shù)為__________________mm。

（2）在用單擺測定重力加速度實驗中，用游標(biāo)為20分度的卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為__________________cm。

Ⅱ．太陽能是一種清潔、“綠色”能源。在我國上海舉辦的2010年世博會上，大量利用了太陽能電池。太陽能電池在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學(xué)器件。某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時（沒有儲存電能）的I-U特性。所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。

（1）為了達(dá)到上述目的，請將圖1連成一個完整的實驗電路圖。

（2）該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖2的I-U圖像。由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時，太陽能電池的電阻_____________ （填“很大”或“很小”）；當(dāng)電壓為2.80V時，太陽能電池的電阻約為____________。