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小明、小亮和小敏共同设计了一种测定水平方向风力的装置.其原理如图(甲)所图示:绝缘轻弹簧的左端固定

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时间:2024-08-17 15:12:18
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小明、小亮和小敏共同设计了一种测定水平方向风力的装置.其原理如图(甲)所图示:绝缘轻弹簧的左端固定热心网友:(1)A、在a、b之间接电流表,在c、d之间连接导线时,会造成电源短路,

热心网友:(1)A、在a、b之间接电流表,在c、d之间连接导线时,会造成电源短路,故A不正确;B、只在a、b之间接电流表时,电路为串联电路,电流表测电路中的电流,当风力增大时接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,故B正确;C、在c、d之间接电压表,在a、b之间连接导线,电压表测O和迎风板之间电阻两端的电压,当风力增大时接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,电阻R两端的电压变大,根据串联电路的总电压等于分电阻的电压之和可知,电压表的示数变小,故C不正确;D、只在c、d之间接电压表时,电压表断路,故D不正确;(2)①分析轻弹簧的长度l与所受压力F的关系图象(如图乙所示)可知:该弹簧每缩短10cm,弹簧受到的压力将增加2N;②由他们记录的测量数据可知,当电流为0.2A时,此时电压表的示数为1V,∵金属杆和滑动变阻器串联,电压表测金属杆两端的电压,∴滑动变阻器两端的电压值U滑=3V-1V=2V,根据欧姆定律可得R滑=U滑 I =2V 0.2A =10Ω,故他们选择的是滑动变阻器R2(阻值变化范围为0~10Ω);金属杆的电阻R金=U金 I =1V 0.2A =5Ω;(3)因电源能够提供3V的稳定电压,定值电阻的阻值R=3Ω,电流表A的量程是0~0.6A,所以当电流最大时,此时风力最大,定值电阻两端的电压UR=I′R=0.6A×3Ω=1.8V,金属杆两端的电压U金′=U-UR=3V-1.8V=1.2V,所以金属杆的电阻R金′=U金′ I′ =1.2V 0.6A =2Ω,由题意可知,当金属杆为50cm时,阻值为5Ω,所以当阻值为2Ω时,此时弹簧的长度为20cm,由乙图可知,此时风力为4N;(4)设计中没有考虑迎风板与金属杆的摩擦力;没考虑迎风板左侧受到的空气的阻力;试验中难以保证风力大小恒定、方向水平等.故答案为:(1)B;(2)①2;②E;5;(3)4;(4)设计中没有考虑迎风板与金属杆的摩擦力(合理即可).

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