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如图所示是风力测量仪的电路示意图.其电源电压U=3V,电路保护电阻R1=10Ω,均匀电阻丝的阻值为R2=10Ω,金属丝(电阻忽略不计)的上端固定在O点,下端系有一块塑料片A,当风从右向左吹动塑料片时,金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触,风力表由电压表改装而成.
(l)无风时,塑料片竖直下垂,电压表示数是多少?电路中的电流是多少?
(2)风力最强时,金属丝滑至电阻丝的最左端,电压表的示数是多少?
(3)为什么不在电路中串联电流表,把电流表改装成风力表?

【答案】分析:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2右端接入电路电阻的阻值.
(1)无风时,电压表被短路,故电压为0;电阻丝与保护电阻串联,由欧姆定律可求得电流;
(2)风力最强时,金属丝滑到最左端时,电压表测R2上的电压,则由欧姆定律可求电压表的示数;
(3)由电路图可知,电路中的电阻不变,根据欧姆定律可知电路中的电流不变,所以无论风力大小,电流表的示数不变.
解答:解:(1)∵此时电压表被短路,
∴电压表的示数为0伏;
电流表的示数为:I===0.15A.
答:无风时,电压表示数为0V,电路中的电流为0.15A.
(2)当风力最强时,电压表的示数即为R2两端的电压,
电路中的电流I2=I=0.15A,
电压表的示数U2=I2R2=0.15A×10Ω=1.5V.
答:风力最强时,电压表的示数为1.5V.
(3)因为无论风力大小,接入电路中的总电阻都没有发生,电源电压一定,电路中的电流也就不会发生改变,因此接入电流表不可行.
点评:解决本题的关键是知道金属丝的摆动不影响电路的结构,只是改变了与电压表并联部分,即改变了电压表测量的电阻.
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