如甲图所示是某小组同学制作的一个风力测试仪.电源电压为4V,R1=lOΩ,R2=30Ω,R2是粗细均匀的电阻丝,木球用金属丝(电阻不计)悬挂于A点,A点接入电路且金属

发布时间:2020-08-07 14:17:05

如甲图所示是某小组同学制作的一个风力测试仪.电源电压为4V,R1=lOΩ,R2=30Ω,R2是粗细均匀的电阻丝,木球用金属丝(电阻不计)悬挂于A点,A点接入电路且金属丝与线状电阻R2接触良好,无风时金属丝刚好接触于电阻丝最右端.电阻丝R2接入电路的电阻与小球所能承受风力F的关系如图乙所示.

(l)分析Rl的作用.
(2)请通过计算得出风力为ON、720N时,电压表的示数.并在电压表表盘(图丙)上标出风力为ON、720N的刻度位置.
(3)小组的同学认为此装置存在一些不足,于是他们利用现有的器材对此装置进行了改进(图丁)所示.针对甲图装置的不足请你对他们改进的电路进行合理评价(至少写出两条).
(4)请你对改进后的装置在制作或使用过程,应注意的问题提出两条合理的建议.

网友回答

解:(l)当风力最大时,R2连入电阻为0,为了保护电路,防止电流过大烧坏电源,连入了R1;
(2)当F=ON时,由图乙可知,R2=30Ω,
根据欧姆定律可得,此时电路中的电流:
I===0.1A,
电压表的示数为:
U2=IR2=0.1A×30Ω=3V;
当F=72ON时,由图乙可知,R2=0,电压表被短路,示数为0;
风力为ON、720N的刻度位置如图所示:

(3)对于甲电路,随着风力的增大,接入电路部分的电阻在保护电阻两端的电压在变大,电压表示数在变小,根据欧姆定律可知电路电流在变大,保护电阻两端的电压在变大,电压表示数在变小;对于乙电路,随着风力的增大,电压表所测量的电阻在变大,电路电流不变,根据欧姆定律可知电压表示数在变大,随着风力的变大电压表示数变大;
改进的电路:①当风力增强时,电压表示数变大,符合人们的认知习惯;
②无论风力大小,电路消耗的总功率较小,节约电能;
③电压表的示数与风力的变化成正比,示数均匀;
(4)建议:①电压表选用小量程,当风力变化较小时,其示数变化明显,便于观察;
②电源电压、R1、R2及电压表的量程配置要合理,防止风力过大时,损坏电路;
③将小球换成面积较大轻质挡风板,使风力测试仪更加灵敏;
④使用时,其朝向要正确;
⑤保证金属丝与R2接触良好且摩擦力较小.
答:(l)Rl的作用:保护电路,防止电流过大烧坏电源;
(2)风力为ON、720N时,电压表的示数分别为3V和0V,在电压表表盘的刻度位置如上图所示;
(3)评价:①当风力增强时,电压表示数变大,符合人们的认知习惯;
②无论风力大小,电路消耗的总功率较小,节约电能;
③电压表的示数与风力的变化成正比,示数均匀;(以上任意两条均可,其他
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