◎ 题目

我市北部沿海耸起一片“风电林”，为威海经济发展提供了可再生绿色能源，为旅游业带来新亮点．小明对风力的研究也产生了浓厚的兴趣，和同学一起设计了“风力测试仪”的原理图，如图所示，已知电源电压12V，R0为20Ω，OB长为10cm，AB长为20cm．阻值为60Ω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3N的圆球P．金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，圆球P受风力作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转．请你解答下列问题： （1）无风时电流表示数是多少？ （2）当金属细杆OP滑到AB中点时电路消耗的总功率是多少？ （3）当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是多大？ （4）若将电流表的刻度改为风力表的刻度值，请问表盘刻度均匀吗？简要说明理由．

◎ 答案

（1）I1= U1 R1 = 12V 20Ω+60Ω =0.15A； 答：无风时，电流表示数为0.15A． （2）I2= U2 R2 = 12V 20Ω+30Ω =0.24A； P=U2I2=12V×0.24A=2.88W； 答：当金属细杆OP滑到AB中点时，电路中电流为0.24A．电路消耗的总功率是2.88W． （3）如图： 当偏转到电阻丝的A端时，如图所示，F风的力臂为OC，圆球对杆OP的拉力为G，其的力臂为OD即PC． 由三角形相似可得 OC PC = OB AB = 10 20 = 1 2 ， 即L风= 1 2 L拉； 根据杠杆平衡条件F风l风=F拉l拉可得： F风× 1 2 L拉=3N×L拉， 即：F风=6N； 答：当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是6N． （4）表盘刻度不均匀．由于R0的存在，电路中的电流与电阻丝连入电路的阻值不成反比，因此将电流表刻度改为风力表的刻度，刻度盘不均匀．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“我市北部沿海耸起一片“风电林”，为威海经济发展提供了可再生绿色能源，为旅游业带来新亮点．小明对风力的研究也产生了浓厚的兴趣，和同学一起设计了“风力测试仪”的原理图，如…”主要考查了你对  【欧姆定律及其应用】，【电功率的计算】，【杠杆的平衡条件】  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。