如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，P为金属球，悬挂在一细长金属丝上面，O是悬挂点，R0是保护电阻，CD是...

问题详情：

如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图，P为金属球，悬挂在一细长金属丝上面，O是悬挂点，R0是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终保持良好的接触．无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电路中电流I0，有风时金属丝将偏转一角度，角θ与风力大小有关，已知风力方向水平向左，OC=h，CD=L，球质量为m，电阻丝单位长度电阻为k，电源内阻和金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ角时，电流表示数为I′，此时风力大小为F．试写出：

（1）风力大小F与θ的关系式；

（2）风力大小F与电流表示数I′的关系式．

【回答】

解：（1）有风时，对金属球P，受重力mg、风力F、金属丝拉力F1，如图．由平衡条件得：F=F1sinθ，

mg=F1cosθ，即F=mgtanθ．

（2）无风时，电源电压U=I0（R0+kL）；有风时，电阻丝电阻R0′=k（L﹣htanθ），此时，U=I′（R0+R0′）

由以上三式解得tanθ=

代入F=mgtanθ

得F=（I′﹣I0）（R0+kL）．

答：（1）F与θ的关系式为F=mgtanθ；

（2）F与I′的关系式为F=（I′﹣I0）（R0+kL）．

知识点：未分类

题型：综合题