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=120N/m,自然长度L0=1m的*簧一端...
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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=120N/m,自然长度L0=1m的*簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,*簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,*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,*簧处于原长,电压表的示数U1=9.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=6.0V。(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;
【回答】
设无风时金属杆接入电路的电阻为R1,风吹时接入电路的电阻为R2,由题意得
⑴无风时:U1= 得R1=4.5Ω
所以金属杆单位长度的电阻 r=Ω/m=4.5Ω/m
⑵有风时: U2= 得R2=1.5Ω
此时,*簧长度L=m Ks5u
压缩量x=L0-L=(1-)m=m
由平衡得此时风力:F=kx=120×=80N
知识点:未分类
题型:综合题