Question

【題目】如圖所示，是九年級物理課外實踐活動小組設計的風力測量儀的電路示意圖，其電源電壓U=5V，電路保護電阻R1=20Ω，均勻電阻絲的阻值為R2=5Ω，金屬絲（電阻忽略不計）的上端固定在O點，下端系有一塊塑料片A，當風從右向左吹動塑料片時，金屬絲向左擺動并與電阻絲保持良好的接觸，風力表由電壓表改裝而成．

（1）無風時，塑料片豎直下垂，電壓表示數是多少？電路中的電流時多少？

（2）風力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數是多少？

（3）如果將圖中的電壓表改換為電流表，請計算風力最強時電流表的示數？

Answer 1

【答案】（1）無風時，塑料片豎直下垂，電壓表示數是0V，電路中的電流是0.2A．

（2）風力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數是1V．

（3）如果將圖中的電壓表改換為電流表，請計算風力最強時電流表的示數為0.25A．

【解析】

試題分析：由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表測R2右邊部分接入電路電阻的電壓．

（1）無風時，電壓表被短路，故電壓為0；電阻絲與保護電阻串聯，由歐姆定律可求得電流；

（2）風力最強時，金屬絲滑到最左端時，電壓表測R2上的電壓，則由歐姆定律可求電壓表的示數；

（3）將圖中的電壓表改換為電流表，當風力最強時，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出其大小．

解：

由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表測R2右半部分接入電路電阻的電壓，R2相當于定值電阻接入電路中，

（1）無風時，塑料片豎直下垂，此時電壓表被短路，電壓表的示數為0伏；

電流表的示數為：I===0.2A．

（2）當風力最強時，電壓表的示數即為R2兩端的電壓，

電路中的電流I2=I=0.2A，

電壓表的示數U2=I2R2=0.2A×5Ω=1V．

（3）將圖中的電壓表改換為電流表，

當風力最強時，電路為R1的簡單電路，所以此時電流表的示數：

I′===0.25A．

答：（1）無風時，塑料片豎直下垂，電壓表示數是0V，電路中的電流是0.2A．

（2）風力最強時，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數是1V．

（3）如果將圖中的電壓表改換為電流表，請計算風力最強時電流表的示數為0.25A．