Question

（2006?南通）小明同学设计的“风力测量仪”在校科技节上备受师生们的青睐．“风力测量仪”的原理如图所

（2006?南通）小明同学设计的“风力测量仪”在校科技节上备受师生们的青睐．“风力测量仪”的原理如图所示．电源电压恒为6V，R0为保护电阻，AB是一根长为30cm、阻值为30Ω的均匀电阻丝．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为1N的小球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，小球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电压表示数为3V．已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：（1） R0的阻值；（2）无风时电压表的示数；（3）在水平风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，电压表示数为2V．作出F风的力臂，并求出F风的大小．

Answer 1

（1）I＝

UAB

RAB

＝

3V

30Ω

＝0.1A
R0＝

U0

I

＝

6V?3V

0.1A

＝30Ω
（2）当无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触，连入电阻为0，所以电压表的示数为0；
（3）如右图
RBC＝ 

UBC

I

 ＝

2V

0.1A

＝20Ω
BC=20Ω×

30cm

30Ω

=20cm
∵F₁L₁=F₂L₂
∴F_风=L_G×

G

L风

=20cm×

1N

10cm

=2N
答：（1） R₀的阻值是30Ω；
（2）无风时电压表的示数为0；
（3）F_风的大小是2N