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=1300N/m,自然长度L0=0.5m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

◎ 题目

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=1300N/m,自然长度L0=0.5m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=3.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=2.0V.(电压表可看作理想表)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.
魔方格

◎ 答案

(1)无风时,金属杆电阻RL
RL
RL+R+r
=
3
12
     
解得:RL=0.5Ω        
单位长度电阻  r0=
RL
L
=
0.5
0.5
=1Ω/m  
(2)有风时  U2=
R2
R2+R+r
E   
R2=0.3Ω                
此时弹簧长度L=
R2
r
=
0.3
1
=0.3m   
x=L0-L=0.5-0.3=0.2m       
由平衡,此时风力:F=kx=1300×0.2=260N  
答:(1)金属杆单位长度的电阻为1Ω/m;
(2)此时作用在迎风板上的风力为260N.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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=1300N/m,自然长度L0=0.5m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…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】  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。

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