Question

图甲是某班科技小组设计的风力测定装置示意图，图乙是其电路图。电阻R^/随风力变化关系如图丙所示。已知电源电压恒为9V，定值电阻R₀=2Ω，电压表量程为0～3V。使用该装置测定风力，则

   （1）电阻R^/的阻值随风力的增大怎样变化？

   （2）求无风时电压表的示数。

   （3）如果保持电压表量程不变，且只能在电路中增加一个电阻R ，使该装置能测量的最大风力增加到900N，计算电阻R的阻值，并说明其连接方式。

   （4）计算改装后该装置电路总功率的变化范围。（计算结果保留一位小数）

   

Answer 1

（1）R^/ 随风力增大而减小

   （2）由图丙可知，无风时 R^/=16Ω，

根据R₀/R^/=U₀/（U-U₀ ）    2/16= U₀/（9-U₀ ）   得U₀=1V

   （3）保持电压表量程不变，即U₀=3V

当风力增加到900N时，由图丙可知R^/=1Ω

（运用第2问中的计算方法，算得电路中R₀两端的电压为6V）

应在电路中串联一个电阻R，

由（R^/+R）/R₀=（U-U₀ ）/U₀

          （1+R）/2=（9-3）/3

        解得R= 3（Ω）

（4）P_最小=U²/R_最大=（9V）²/（2Ω+3Ω+16Ω）=3.9W

P_最大=U²/R_最小=（9V）²/（2Ω+3Ω+1Ω）=13.5W