Question

【題目】圖甲是某班科技小組設計的風力測定裝置示意圖，圖乙是其電路圖．電阻R′隨風力變化關系如圖丙所示．已知電源電壓恒為9V，定值電阻R0=2Ω，電壓表量程為0～3V．使用該裝置測定風力，則

（1）電阻R′的阻值隨風力的增大怎樣變化？

（2）求無風時電壓表的示數．

（3）如果保持電壓表量程不變，且只能在電路中增加一個電阻R，使該裝置能測量的最大風力增加到900N，計算電阻R的阻值，并說明其連接方式．

（4）計算改裝后該裝置電路總功率的變化范圍．（計算結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】(1) 電阻R′隨風力增大而減小 (2)1V (3) 串聯一個阻值為3Ω的電阻 (4) 3.9W≤P≤13.5W

【解析】

（1）由圖甲可知，隨風力的增大，金屬桿接入電路的長度變短，電阻變小，所以電阻R′隨風力增大而減小．（2）由圖丙可知，無風時 R′＝16Ω，此時電路電流I＝＝0.5A，電壓表示數U0＝IR0＝0.5A×2Ω＝1V;（3）當風力增加到900N時，由圖丙可知R′＝1Ω，保持電壓表量程不變，即U0＝3V，電壓表示數是3V時，電路電流I′＝＝1.5A，此時電路總電阻R總＝＝6Ω>R0+R′，應在電路中串聯一個電阻R，R＝R總-R0R′＝6Ω2Ω1Ω＝3Ω；（4）由圖丙可知，R′的最大阻值為R最大′＝16Ω，電路最小電功率P最小＝3.9W，由圖丙可知，R′的最小阻值為R最小′＝1Ω，電路的最大功率P最大＝＝13.5W，則功率的變化范圍是3.9W≤P≤13.5W．