小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐,“风力测试仪”的原理如图所示.电源电压6V,R0为保护电阻,AB为长20cm、阻值为50W的均匀电阻丝.OP为质量、电阻均不
◎ 题目
小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐,“风力测试仪”的原理如图所示.电源电压6V,R0为保护电阻,AB为长20cm、阻值为50W的均匀电阻丝.OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重为2N的球P.闭合开关S,无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,球P受风力的作用,使金属细杆OP绕悬挂点O偏转,当偏转到电阻丝的A端时,电流表示数为0.6A.已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm,金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦, 求:(1) R0的阻值; (2)无风时电流表示数; (3)在风力作用下,当金属细杆OP在图示位置静止时,作出F风的力臂,并求出该力的大小. |
◎ 答案
(1)R0的阻值为10Ω(2)无风时电流表示数为0.1A(3)风力为4N; |
◎ 解析
试题分析:当偏转到离电阻丝A端时,只有电阻R0连入电路,又知道此时电源电压和电流,利用欧姆定律可求R0的阻值;AB和OP的共同作用相当于滑动变阻器,无风时滑动变阻器接入电路的是最大电阻,R0与RAB串联,根据欧姆定律可计算无风时电流表示数是多少.根据力臂的做法作出金属细杆OP在图示位置静止时F风的力臂,利用杠杆原理求出该力的大小. 解:(1)当偏转到离电阻丝A端时,只有电阻R0连入电路; ∴; (2)无风时滑动变阻器接入电路的是最大电阻RAB=50Ω,电阻丝全部连入电路的电阻,且电阻R0与RAB串联: 此时电路中的电流: =. (3)如右图: ∵△ABO∽△PEO; ∴ ∴ ∵金属细杆OP平衡,以O为支点; 则根据杠杆平衡条件和LG=PE得: . 点评:本题通过OP将电学知识和杠杆知识连在一起,分析两种状态(OP竖直下垂、风力作用下在A点时)利用欧姆定律是关键;难点是利用相似三角形得出它们的力臂的比值. |
◎ 知识点
专家分析,试题“小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐,“风力测试仪”的原理如图所示.电源电压6V,R0为保护电阻,AB为长20cm、阻值为50W的均匀电阻丝.OP为质量、电阻均不…”主要考查了你对 【杠杆及其五要素】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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