Question

如图甲是小明设计的一种测定风力的装置，它可以根据电压表的读数反映风力大小．该装置的迎风板与一轻弹簧的一端相接，穿在光滑的金属杆上，弹簧是用绝缘材料制成的，原长为0.5 m，受到压力后会缩短，其缩短的长度△L与它所受的压力F的关系如图乙所示．迎风板面积为0.5 m²，工作时总是正对着风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．金属杆粗细均匀，有一定的电阻，每10 cm长的金属杆其电阻为0.1．电路中电阻R₁的阻值为1.5，电源电压为9 V．

      

(1)合上开关S，没有风吹时，弹簧处于原长．此时电压表的示数为多少?

(2)由于风力的作用，迎风板向左压缩弹簧，从而使电压表读数变为7．5 V，此时作用在迎风板上的风力多大?

(3)若风速为20 m／s，那么每分钟内有多少千克的空气冲击迎风板?(=1．3 kg／m³)

Answer 1

(1) 

(2)

 

由图像可知此时作用在迎风板上的风力为260 N． 

(3)