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某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示.一个劲度系数k=120N/m...

manfen5.com 满分网某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示.一个劲度系数k=120N/m、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电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的.迎风板面积S=0.5m2,工作时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=1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5Ω.闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=9.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=6.0V.(电压表可看做理想表)求:
(1)金属杆单位长度的电阻;
(2)此时作用在迎风板上的风力.
(1)闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,根据电压表的示数,由欧姆定律求出金属杆接入电路的电阻,再求出金属杆单位长度的电阻; (2)有风时,根据电压表的示数U1求出金属杆接入电路的电阻,此电阻与金属杆单位长度的电阻相除求出此时弹簧的长度,得到弹簧压缩的长度,由胡克定律求出风力. 【解析】 设无风时金属杆接入电路的电阻为R1,风吹时接入电路的电阻为R2,由题意得 (1)无风时:U1=R1,得R1=4.5Ω 所以金属杆单位长度的电阻r==Ω/m=4.5Ω/m. (2)有风时:U2=R2,代入解得R2=1.5Ω 此时,弹簧长度L==m       压缩量x=L-L=(1-)m=m 由二力平衡得此时风力:F=kx=120×N=80N. 答: (1)金属杆单位长度的电阻为4.5Ω/m; (2)此时作用在迎风板上的风力为80N.
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考点分析:
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B.将两表笔分别跟被测电阻的两端接触,观察指上针的位置,记下电阻值
C.将多用电表面板上旋钮调到×100档
D.将多用电表面板上旋钮调到×1档
E.将多用电表面板上旋钮调到off位置
(1)根据上述有关操作,将第二次测量的合理实验步骤按顺序写出______
(2)该电阻的阻值是______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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