小明同学设计了一种测定风速的装置，其原理如图1所示，一个自然长度L=1m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。工作时迎风板总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连．迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R=300Ω，电源电压为12V，无风时，弹簧处于原长，闭合开关，电压表的示数U1=3.0V。压力F与弹簧压缩长度x的关系如图2所示。提示：风速一定时，风对单位面积的风力是一定。
（1）某时刻风吹迎风板，电压表的示数变为U2=2.0V，求此时作用在迎风板上风力的大小。
（2）若其他条件不变，将R换成阻值更大定值电阻，怎样改变迎风板的面积使得原来的风速对应原来的电压表示数，写出你的分析过程。
【考点】欧姆定律．
【答案】（1）此时风力的大小为520N；
（2）将R换成阻值更大定值电阻，当风力一定时，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，根据U=IR可知电压表示数变小，若要使原来的风速对应原来的电压表示数，根据串联分压原理可知需使风力一定时，金属杆接入电路的电阻变大，则需使风力一定时，风对迎风板的压力变小，
风速一定时，风对单位面积的风力是一定，即风速一定时，风对迎风板的压强一定，根据F=pS可知需减小迎风板的面积可使风对迎风板的压力变小，所以减小迎风板的面积可使原来的风速对应原来的电压表示数。
（2）将R换成阻值更大定值电阻，当风力一定时，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，根据U=IR可知电压表示数变小，若要使原来的风速对应原来的电压表示数，根据串联分压原理可知需使风力一定时，金属杆接入电路的电阻变大，则需使风力一定时，风对迎风板的压力变小，
风速一定时，风对单位面积的风力是一定，即风速一定时，风对迎风板的压强一定，根据F=pS可知需减小迎风板的面积可使风对迎风板的压力变小，所以减小迎风板的面积可使原来的风速对应原来的电压表示数。
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/6/27 10:35:59组卷：23引用：1难度：0.5
相似题
-
1．如图a所示，在一个电阻均匀的金属圆环上有两A、B、C、D四点。其中O为圆心，AB、CD为圆环的两条互相垂直的直径。现把A、B两点接入电源电压保持不变的如图b所示的电路MN两端时，发现电流表示数为I0，当换接A、D两点，则此时电流表的示数应为（ ）发布：2024/12/28 14:0:1组卷：106引用：3难度：0.5 -
2．如图所示的电路中，电源的电压为3V不变，各元件连接无误且正常工作，R1=R3=6Ω，R2=4Ω，则
（1）当S1，S2都断开时，求电压表的示数。
（2）当S1，S2都闭合时，求电流表和电压表的示数。发布：2024/12/28 14:0:1组卷：53引用：2难度：0.5 -
3．老师给小宁一个暗箱，其表面有两个接线柱M、N，它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路（电源电压不变）进行实验：在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下，改变电阻箱R1的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知：
（1）电源电压U为V。
（2）RMN为。
（3）图乙中曲线（填“A”或“B”）是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
（4）老师告诉小宁，暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻：一个阻值为R0（R0值已知），另一个阻值未知，假设为Rx。求Rx的值。（用R0、RMN表示）
发布：2024/12/28 14:0:1组卷：784引用：6难度：0.5
