题目内容

如图是某同学设计的“风力测试仪”的原理图．电源电压6V，R₀为定值保护电阻，AB为长20cm、阻值为50Ω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2N的圆球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，圆球 P受风力作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0.6A．已知悬挂点O与电阻丝B端为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：
（1）无风时电流表示数；
（2）求当金属细杆OP滑在AB中点时此时电路消耗的总功率为多少？

解：（1）当偏转到电阻丝的A端时，电路为R₀的简单电路，
则：R₀= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =10Ω，
无风时R₀与电阻丝的最大阻值R_B=50Ω串联，
电路中的电流I₁= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =0.1A；
即电流表的示数为0.1A．
（2）当金属细杆OP滑在AB中点时，R₀与电阻丝的阻值R_中=25Ω串联，
电路中的电流为I₂= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ A；
电路消耗的总功率为P=UI₂=6V× $\text{[math]}$ A≈1.03W．
答：（1）无风时电流表示数为0.1A；
（2）当金属细杆OP滑在AB中点时此时电路消耗的总功率约为1.03W．
分析：（1）由题意可知，当偏转到电阻丝的A端时，电路为R₀的简单电路，根据欧姆定律求出R₀的阻值；无风时R₀与电阻丝的最大阻值串联，根据欧姆定律可计算无风时电流表示数．
（2）当金属细杆OP滑到AB中点时，接入电路的是滑动变阻器总电阻的一半，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=UI求出电路消耗的总功率．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，关键是明白电路中AB和OP的共同作用相当于滑动变阻器．

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．
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V．
（3）为了不损坏电路中的元件，变阻器接入电路的阻值范围是