Question

某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示．迎风板与一轻质弹簧一端连接，穿在光滑的金属杆上，弹簧由绝缘材料制成，均匀金属杆的阻值随长度均匀变化，工作时迎风板总是正对风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在迎风板上N点并可随迎风板在金属杆上滑动，两端导线与金属杆均接触良好．

已知电源电压恒为4.5 V，定值电阻R＝1.0 Ω．金属杆接入电路中的电阻Rx与迎风板所承受风力F的关系如图乙所示．

(1)若在电路中接人一电压表，使电压表示数随风力的增大而增大，请在图甲中适当位置画出电压表；

(2)无风时，求电压表的示数和定值电阻只消耗的电功率；

(3)如果电压表的量程为0～3 V，求该装置所能测量的最大风力．

Answer 1

答案：
解析：

(1)电压表与定值电阻R并联，如图所示 　　(2)无风时，定值电阻R与金属杆串联，此时金属杆接入电路中的电阻Rx为3.5 Ω 　　 　　(3)当电压表示数为3 V时， 　　(1分) 　　分析图像可知最大风力为720 N．