Question

某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图1甲所示．迎风板与轻质弹簧一端连接，穿在光滑的金

某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图1甲所示．迎风板与轻质弹簧一端连接，穿在光滑的金属杆上，弹簧由绝缘材料制成，均匀金属杆的阻值随长度均匀变化，工作时迎风板总是正对风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在迎风板上N点并可随迎风板在金属杆上滑动，两端导线与金属杆均接触良好．已知电源电压恒为4.5V，定值电阻R为1.0Ω．金属杆接入电路中的电阻Rx与迎风板所承受风力F的关系如图1乙所示．
（1）若在电路中接入一电压表，使电压表示数随风力的增大而增大，请在图1甲中适当位置画出电压表；
（2）无风时，求电压表的示数和定值电阻R消耗的电功率；并在图2中标出电流表和电压表在无风时指针的位置．
（3）如果电压表的量程为0～3V，求该装置所能测量的最大风力．

过程一定要详细，要清楚。好的给分。

Answer 1

1、电压表应与电阻R并联即可
2、由图乙可知，当无风时，即F=0N时，Rx=3.5Ω，那么R总=4.5Ω，I=4.5V/4.5Ω=1A
故：电压表的示数（即加在R两端的电压）为U=1A×1.0Ω=1V,R消耗的规律为P=1A×1V=1W
作图（略）
3、当电压表的示数为最大值Umax=3V 时，电路中电流为I'=3V/1.0Ω=3A
则加在Rx两端的电压为4.5V-3V=1.5V，此时Rx=1.5V/3A=0.5Ω
查图乙中的表中数据可知，当Rx=0.5Ω时，对应的风力为F=720N
即：该装置所能测量的最大风力为720N。
希望能够帮到你！

Answer 2

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