Question

6．如图所示，是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图．其电源电压U=6V，电路保护电阻R₁=2Ω，均匀电阻丝的阻值R₂=3Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在0点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触，风力表由电压表改装而成．
（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是多少？电路中的电流是多少？
（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是多少？
（3）可以在电路中串联电流表，把电流表改装成风力表吗？请说明理由．

Answer 1

分析 （1）无风时，电压表被短路，故电压为0；电阻丝与保护电阻串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，此时电路中的总电阻不变，电路中的电流不变，电压表测R₂两端的电压，根据欧姆定律求出电压表的示数；
（3）滑片的移动不能改变接入电路中的电阻，则电路中的电流不变，据此进行解答．

解答 解：（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表被短路，示数为0V；
此时，R₁与R₂串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{2Ω+3Ω}$=1.2A；
（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，
此时电路中的总电阻不变，电路中的电流不变，电压表测R₂两端的电压，
则电压表的示数：
U₂=IR₂=1.2A×3Ω=3.6V；
（3）因为无论风力大小，接入电路中的总电阻都没有发生，电源电压一定，电路中的电流也就不会发生改变，因此接入电流表不可行．
答：（1）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是0V，电路中的电流是1.2A；
（2）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是3.6V；
（3）不可以；当风力发生变化时，电路中的电流不会发生变化，如果把电流表改装为风力表，不能反映出风力的变化．

点评 解决本题的关键是知道金属丝的摆动不影响电路的结构，只是改变了与电压表并联部分，即改变了电压表测量的电阻．