Question

【题目】如图所示为某种测定风力的电路装置，其中R0=10Ω为保护电阻，AB为一根水平放置的电阻丝，其电阻值随长度均匀变化．

已知AB=10cm，且单位长度电阻λ=2Ω/cm，
OA=5cm（电阻忽略不计）．质量m=0.6kg的小球用一根轻质细金属丝OP悬于O点，它与电阻丝AB始终保持良好接触且无摩擦，无风时细金属丝OP自然下垂，在A点与电阻丝AB接触，电流表示数为0.2A；有风时细金属丝OP发生偏转与OA形成夹角．已知偏转角θ与小球所受风力F满足：F=mgtanθ．（电源电压保持不变 g=10N/kg）．求：
（1）电源电压．
（2）当OP与AB交于C点时，此时风力等于9N，求对应的电流值．

Answer 1

【答案】
（1）解：∵λ＝2Ω/cm ∴RAB＝λ×AB=2Ω/cm×10cm=20Ω ,无风时，金属丝自然下垂在A点与电阻丝接触，U＝IR总＝I（R0＋RAB）＝0.2A（10Ω＋20Ω）＝6V;
答：电源电压为6V；

（2）解：∵F=mgtanθ．∴tanθ==1.5，
∵tanθ=∴AC=OAtanθ=5cm×1.5=7.5cm，BC=10cm-7.5cm=2.5cm,
RBC=λ×BC=2Ω/cm×2.5cm=5Ω
I总==0.4A.
答：当OP与AB交于C点时，此时风力等于9N，对应的电流值为0.4A。

【解析】（1）先求出AB的电阻，再根据欧姆定律的变形式U=IR求解；（2）先求出BC 的长度后求出BC的电阻，再根据欧姆定律求解。
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．