Question

15．小明自制了一种测定风速的装置，如图所示，探头和金属针与滑动变阻器的滑片P相连，可上下移动．当风速增大时，电压表的示数将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．已知电源电压恒为6V不变，R₂为10Ω的定值电值，某一时刻电压表的示数为2V，求此时R₁消耗的电功率为0.8W．

Answer 1

分析 （1）利用流体压强和流速的关系（流速越快的地方压强越小）分析：根据变阻器的变化可知电路中电阻的变化，根据串联电路分压的规律可知电压表的示数变化．
（2）根据串联电路的电压特点求出定值电阻R₂两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，即可利用P=UI求出R₁消耗的电功率．

解答 解：（1）根据图示可知，当有风吹过探头时，由于探头上表面凸，相同时间空气经过上表面的路程比下表面长，经过上表面的速度比下表面快，所以上表面的气压小于下表面的气压，探头将受到一向上的合力，滑片向上移动；
当风速增大时，探头上下表面空气流速差较大，上下表面气压差较大，受向上的合力较大，所以滑片向上运动的较多，滑动变阻器接入电路的电阻较小，根据串联电路分压的规律可知，滑动变阻器分得的电压变小，即电压表示数变小．
（2）根据串联电路的电压特点可知：
R₂两端的电压U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
则电流I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{4V}{10Ω}$=0.4A，
R₁消耗的电功率P₁=U₁I=2V×0.4A=0.8W．
故答案为：变小；0.8．

点评 本题考查流体压强跟流速的关系、串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是能利用流体压强知识解释有关的现象．