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    如图甲所示为一种测定风力的装置．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4.5V，定值电阻R=1.0Ω，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）无风时，求电压表的示数和定值电阻R消耗的电功率；
    （2）如果电压表的量程为0～3V，求该装置所能测量的最大风力．
    分析：（1）从关系图中可以看出，当无风时，金属杆接入电路中的电阻RX为3.5Ω，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压即为电压表的示数，利用P=UI求出定值电阻R消耗的电功率．
    （2）电压表示数最大为3V，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出金属杆两端的电压，利用欧姆定律求出金属杆的电阻，对照图象可知风力的大小．
    解答：解：（1）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3.5Ω
    ∵串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
    ∴根据欧姆定律可得，电路的电流I=
    U
    R+Rx
    =
    4.5V
    1Ω+3.5Ω
    =1A，
    R两端电压UR=IR=1A×1Ω=1V，即电压表的示数为1V；
    定值电阻R消耗的电功率P=URI=1V×1A=1W；
    （2）当电压表示数为3V时，R两端电压UR′=3V
    ∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，
    ∴金属杆两端电压Ux=U-UR′=4.5V-3V=1.5V，
    电路中的电流I′=
    U′R
    R
    =
    3V
    1Ω
    =3A，
    金属杆电阻R1=
    Ux
    I′
    =
    1.5V
    3A
    =0.5Ω，
    分析图象可知最大风力为720N．
    答：（1）当无风时，电压表的示数是1V，R所消耗的功率是1W；
    （2）如果电压表的量程为0～3V，则该装置所受的最大风力是720N．
    点评：本题考查电压、电流、电阻的计算，关键是欧姆定律的公式及其变形的应用以及串联电路电压的规律，还要学会从所给信息中找到有用的数据，会看数据图象．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

    如图甲所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端．从油量表（将某电流表的刻度进行重新标注改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油量的多少，司机王师傅发现他的汽车油量表坏了，打开一看是电阻R'坏了，想了解它的参数，只看到变阻器的铭牌上标有“50Ω 1A”的字样，为确定坏了的电阻R'的阻值，他只拆下车上的油量表（量程：0～50L），另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2=5Ω和电压表、开关等器材，用导线连接了如图乙所示的电路进行了实验，调节变阻器R1的阻值，得到下表所记录的数据：
    电压表示数/V 0.50 0.60 0.75 1.00 1.50 3.00
    油量表示数/L 0 10 20 30 40 50
    试求：
    （1）观察分析图甲可知，油量增加时，电路甲的R将
    减小
    减小
    ，油量表指针偏转
    增大
    增大
    （选填“增大”或“减小”）；
    （2）当油量表的示数为0L时，通过油量表的电流是
    0.1
    0.1
    A；当油量表的示数为50L时，通过油量表的电流是
    0.6
    0.6
    A；
    （3）如图甲所示，已知油箱无油时，金属滑片在b端：油箱装满油时，金属滑片在a端（油箱容积为50L）．请你分析计算出图甲中损坏的电阻R'的阻值是多大？
    （4）如果油量表有电阻（记作r）但未知，王师傅按照用上述方法测得的阻值去更换电阻R'后，油量表的示数与真实值相比，会
    偏少
    偏少
    填“偏多”、“偏少”或“仍然正确”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

    如图甲所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端．从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油量的多少．

    （1）观察分析图甲可知，下列说法正确的是
    B
    B
    ．
    A．油量增加，R增大，油量表指针偏转变小
    B．油量增加，R减小，油量表指针偏转变大
    C．油量减少，R增大，油量表指针偏转变大
    D．油量减少，R减小，油量表指针偏转变小
    （2）图甲装置中应用了哪些物理知识（写出其中两点）：a、
    杠杆
    杠杆
    ；b、
    欧姆定律
    欧姆定律
    ．电路中定值电阻R′的作用是
    保护电路
    保护电路
    ．
    （3）司机王师傅发现他的汽车油量表坏了，打开一看是电阻R′坏了，想了解它的参数，只看到变阻器的铭牌上标有“50Ω1A”的字样．为确定坏了的电阻R′的阻值，他只拆下车上的油量表（量程：0～50L），另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2=5Ω和电压表、开关等器材，用导线连接了如图乙所示的电路进行了实验．调节变阻器R1的阻值，得到下表所记录的数据：
    电压表示数/V 0.50 0.60 0.75 1.00 1.50 3.00
    油量表示数/L 0 10 20 30 40 50
    试求：
    ①当油量表的示数为0L时，通过油量表的电流是
    0.1
    0.1
    A；当油量表的示数为50L时，通过油量表的电流是
    0.6
    0.6
    A．
    ②如图甲所示，已知油箱无油时，金属滑片在b端；油箱装满油时，金属滑片在a端（油箱容积为50L）．请你分析计算出图甲中损坏的电阻R′的阻值是多大？

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

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    （2）如果电压表的量程为0～3V，求该装置所能测量的最大风力．

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    科目：初中物理 来源：2012-2013学年湖北省咸宁市崇阳县白霓中学九年级（上）月考物理试卷（12月份）（解析版） 题型：解答题

    如图甲所示为一种测定风力的装置．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4.5V，定值电阻R=1.0Ω，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．
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    （2）如果电压表的量程为0～3V，求该装置所能测量的最大风力．

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