为了探究航天器返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,小明同学设计了如图所示测定风力的装置.一根用合金制成的均匀、光滑的金属杆,其左端固定在绝缘体上.迎风板

发布时间:2020-08-08 06:41:03

为了探究航天器返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,小明同学设计了如图所示测定风力的装置.一根用合金制成的均匀、光滑的金属杆,其左端固定在绝缘体上.迎风板与弹簧的N端相连,且穿在金属杆上,弹簧是绝缘材料制成的,迎风板工作时始终正对着风吹来的方向,其所受的风力大小与弹簧的长度关系见下表.电路中左端导线与金属杆最左端的M点相连,右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好,电源电压为12V且保持不变,R的阻值为1.5Ω.当闭合开关S,无风时,弹簧不发生形变,电压表的示数为3V.求:
迎风板所受风力(N)0130260390520?弹簧长度(cm)5040302010(1)金属杆接入电路的最大电阻.
(2)金属杆单位长度的电阻.
(3)通过计算说明,电压表的表盘2V处应标明的对应风力是多少N?

网友回答

解:(1)由于R与R1串联,通过R的电流为:
I1===6A,
R1===0.5Ω.
答:金属杆接入电路的最大电阻为0.5Ω.
(2)单位长度的电阻为:==10-2Ω/cm.
答:金属杆单位长度的电阻为10-2Ω.
(3)当电压表的示数为2V时,R上通过的电流为:
I2===A;
此时金属杆的电阻R2==0.3Ω,
金属杆接入电路的长度L1==30cm;
查表可知:弹簧的长度为30cm时,迎风板所受的风力对应为260N;
答:电压表的表盘2V处应标明的对应风力为260N.
解析分析:(1)从电路图可以看出,R与R1串联,R两端的电压根据串联电路电压的规律可求,再利用公式I=可求通过R的电流,最后利用公式R=可求电阻的大小.
(2)已知总阻值和总长度,可求单位长度的电阻.
(3)当电压表的示数为2V时,根据公式I=可求R上通过的电流,根据公式R=求出此时金属杆的电阻,进一步求出金属杆接入电路的长度,查表可知弹簧的长度和对应的风力大小.

点评:本题考查电流、电压、电阻、长度等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是分析电路的组成和根据所给信息总结规律,要记住串联电路电压的规律.
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