题目内容
【题目】某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置,其原理如图甲所示。迎风板与一压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向,压敏电阻的阻值随风力的变化而变化。已知电源电压恒为9V,定值电阻R=2Ω,电压表量程为0~3V,压敏电阻Rx与迎风板承受风力F的关系如图乙所示。
(1)无风时,电路的总电阻;
(2)无风时,电压表的示数;
(3)求该装置所能测量的最大风力。
【答案】(1)18Ω;(2)1V;(3)720N。
【解析】
(1)由甲电路图可知,R与Rx串联,由图乙可知无风时Rx的阻值,根据电阻的串联即可求出总电阻;
(2)无风时,利用欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的示数;
(3)当所测风力最大时,Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数最大,根据欧姆定律求出电压表示数最大时电路中的电流,再根据欧姆定律求出压敏电阻的阻值,根据图乙可知该装置所能测量的最大风力。
(1)由甲电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压,由图象可知,当无风时,电阻Rx阻值为:R0=16Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,总电阻:
;
(2)电路中的电流:
,
则电压表示数为:
;
(3)当所测风力最大时,Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,Rx两端的电压:
,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:
,
则由可得压敏电阻的阻值:
,
由乙图象可知,该装置所能测量的最大风力为720N。
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