(2011?重庆一模)某同学设计了一种测定风力、风速的装置,其原理如图所示,迎风板与一轻弹簧的一端N相接,一起穿在光滑的金属杆上.弹簧是绝缘材料制成的,其劲度系数k=1300N/m,自然长度L
0=0.5m,均匀金属杆用电阻率较大的合金制成,迎风板面积为S=0.5m
2,工作时总是正对着风吹来的方向.电路中左端导线与金属杆M端固定相连,右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好.限流电阻的阻值R=1.0Ω,电源电动势E=12.0V,内阻r=0.5Ω.合上开关,没有风吹时,弹簧处于原长,理想电压表的示数U
1=3.0V.求:
(1)无风时金属杆接入电路的电阻R
1和单位长度的电阻值;
(2)如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧,电压表的示数变为U
2=2.0V,此时作用在迎风板上的风力;
(3)若风(运动的空气)与迎风板作用后速度变为零,已知(2)问中装置所在处空气的密度为1.3kg/m
3,求此时此处风速为多大?