Question

小刚设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，OC是轻质金属滑杆，下面连接着受风板D，AB是一段圆弧电阻，E为限位点，金属杆OC可在AE间滑动且接触良好．无风时，OC是竖直的，风力越强，OC杆偏转的角度越大，闭合开关S后，根据电流表数可以粗略确定风力的大小．电源电压为9V．
（1）当风力变大时，电流表的示数将________（填“变大“、”变小“或”不变“）
（2）若在电流表旁串联上一只“6V 4W”的小电铃，当风力使金属滑杆OC摆到限位点E时，BE的电阻为11?，此时小电铃响起报警，求：①小电铃的电阻；②小电铃的实际功率．
（3）若较小的风力就使电流表指针有较大的偏转，则说明风力测定仪的灵敏度较高．请举出一条提高风力测定仪灵敏度的措施．

Answer 1

解：
（1）AB和OC的共同作用相当于滑动变阻器，电流表测量的是整个电路中的电流，当风力变大时，金属滑杆向上移动，
滑动变阻器的阻值变小，则电路中的总电阻变小，由欧姆定律I=可知，此时电路中的电流变大．
故答案为：变大．
（2）∵U_额=6V，P_额=4W，
∴小电铃的电阻为：R_电铃===9Ω，
则此时电路中的总电阻为：R=R_电铃+R_BE=9Ω+11Ω=20Ω，
而电源电压为U=9V，
∴此时电路中的电流为：I_实==≈0.45A，
则小电铃的实际功率为：P_实=I_实²R_电铃=（0.45A）²×9Ω=1.8225W．
答：①小电铃的电阻为9Ω；②小电铃的实际功率为1.8225W．
（3）要提高装置反映风力大小的性能和灵敏度，可以使电流表接在小量程上、减小金属滑杆与圆弧电阻间的摩擦，减小金属滑杆OC质量．
答：电流表接在小量程上，减小金属滑杆与圆弧电阻间的摩擦．
分析：（1）电路中，AB和OC的共同作用相当于滑动变阻器，电流表测量的是整个电路中的电流，当风力变大时，首先判断滑动变阻器电阻的变化，再判断电路中总电阻的变化，从而根据欧姆定律，可以判断电路中电流的变化．
（2）知道小电铃的额定电压和额定功率，可利用公式R=计算小电铃的电阻，利用串联电路电阻的特点，从而可以计算出电路中的总电阻，知道电源电压，可利用公式I=计算此时电路中的电流，最后利用公式P=I²R计算小电铃的实际功率．
（3）要提高装置反映风力大小的性能和灵敏度，可以使电流表接在小量程上、减小金属滑杆与圆弧电阻间的摩擦，减小金属滑杆OC质量．
点评：本题考查了串联电路电阻和电流的特点，以及学生对滑动变阻器实质的理解，灵活运用欧姆定律和电功率解决实际问题的能力．