Question

【题目】图甲是某班科技小组设计的风力测定装置示意图，图乙是其电路图．电阻R′随风力变化关系如图丙所示．已知电源电压恒为9V，定值电阻R0=2Ω，电压表量程为0～3V．使用该装置测定风力，则

（1）电阻R′的阻值随风力的增大怎样变化？

（2）求无风时电压表的示数．

（3）如果保持电压表量程不变，且只能在电路中增加一个电阻R，使该装置能测量的最大风力增加到900N，计算电阻R的阻值，并说明其连接方式．

（4）计算改装后该装置电路总功率的变化范围．（计算结果保留一位小数）

Answer 1

【答案】(1) 电阻R′随风力增大而减小 (2)1V (3) 串联一个阻值为3Ω的电阻 (4) 3.9W≤P≤13.5W

【解析】

（1）由图甲可知，随风力的增大，金属杆接入电路的长度变短，电阻变小，所以电阻R′随风力增大而减小．（2）由图丙可知，无风时 R′＝16Ω，此时电路电流I＝＝0.5A，电压表示数U0＝IR0＝0.5A×2Ω＝1V;（3）当风力增加到900N时，由图丙可知R′＝1Ω，保持电压表量程不变，即U0＝3V，电压表示数是3V时，电路电流I′＝＝1.5A，此时电路总电阻R总＝＝6Ω>R0+R′，应在电路中串联一个电阻R，R＝R总-R0R′＝6Ω2Ω1Ω＝3Ω；（4）由图丙可知，R′的最大阻值为R最大′＝16Ω，电路最小电功率P最小＝3.9W，由图丙可知，R′的最小阻值为R最小′＝1Ω，电路的最大功率P最大＝＝13.5W，则功率的变化范围是3.9W≤P≤13.5W．