Question

可以用电学方法来测水流的速度．如图所示，将小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度．为了测定水流的速度V，在水平方向固定一根电阻丝BC，使C端位于O点的正下方，它与金属丝接触良好，不计摩擦，还有一个电动势为ε电源(内阻不计)和一只电压表．

(1)设计一个电路，使水流速度增大时，电压表的示数也增大，在题图上画出原理图．

(2)已知水流对小球的作用力F与水流速度V的关系为F＝kDV(k为比例系数，D为小铅球的直径)，OC＝h，BC长为L，小铅球质量为m，当小铅球平衡时电压表示数为U，请推导出V与U的关系式．(水对小铅球的浮力忽略不计)

Answer 1

答案：
解析：

　　解：(1)略

　　(2)平衡得＝tg

　　由串联电路电压关系可得＝又＝tg

　　解得U＝V　V＝·U