Question

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？

Answer 1

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．
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．
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．