小明同学设计的“风力测量仪”在校科技节上备受师生们的青睐.“风力测量仪”的原理如图所示.电源电压恒为6V,R0为保护电阻,AB是一根长为30cm、阻值为30Ω的均匀电

发布时间:2020-08-09 17:16:50

小明同学设计的“风力测量仪”在校科技节上备受师生们的青睐.“风力测量仪”的原理如图所示.电源电压恒为6V,R0为保护电阻,AB是一根长为30cm、阻值为30Ω的均匀电阻丝.OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重为1N的小球P.闭合开关S,无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,小球P受风力的作用,使金属细杆OP绕悬挂点O偏转,当偏转到电阻丝的A端时,电压表示数为3V.已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm,金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦,求:
(1)?R0的阻值;
(2)无风时电压表的示数;
(3)在水平风力作用下,当金属细杆OP在图示位置静止时,电压表示数为2V.作出F风的力臂,并求出F风的大小.

网友回答

解:(1)

(2)当无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触,连入电阻为0,所以电压表的示数为0;
(3)如右图

BC=20Ω×=20cm
∵F1L1=F2L2
∴F风=LG×=20cm×=2N
答:(1)?R0的阻值是30Ω;
(2)无风时电压表的示数为0;
(3)F风的大小是2N
解析分析:本题将杠杆知识和电学知识结合在一起,当无风时(OP下垂并与电阻丝的B端接触),利用欧姆定律求解;求出BC长度后利用杠杆原理求水平风力.

点评:本题通过OP将电学知识和杠杆知识连在一起,分析两种状态(OP竖直下垂、电压表示数为2V时)利用欧姆定律是关键
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