• (2009?济南模拟)某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示,一个劲度系数k=1300N/m,自然长度L0=0.5m弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的.迎风板面积S=0.5m2,工作时总是正对着风吹来的方向.电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连.迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好.定值电阻R=1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5Ω.闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=3.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=2.0V.(电压表可看作理想表)求(1)金属杆单位长度的电阻;(2)此时作用在迎风板上的风力.试题及答案-解答题-云返教育

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      (2009?济南模拟)某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示,一个劲度系数k=1300N/m,自然长度L0=0.5m弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的.迎风板面积S=0.5m2,工作时总是正对着风吹来的方向.电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连.迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好.定值电阻R=1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5Ω.闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=3.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=2.0V.(电压表可看作理想表)求
      (1)金属杆单位长度的电阻;
      (2)此时作用在迎风板上的风力.

      试题解答


      见解析
      解:(1)无风时,金属杆电阻RL
      RL
      RL+R+r
      =
      3
      12

      解得:R
      L=0.5Ω
      单位长度电阻 r
      0=
      RL
      L
      =
      0.5
      0.5
      =1Ω/m
      (2)有风时 U
      2=
      R2
      R2+R+r
      E
      R
      2=0.3Ω
      此时弹簧长度L=
      R2
      r
      =
      0.3
      1
      =0.3m
      x=L
      0-L=0.5-0.3=0.2m
      由平衡,此时风力:F=kx=1300×0.2=260N
      答:(1)金属杆单位长度的电阻为1Ω/m;
      (2)此时作用在迎风板上的风力为260N.

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