Question

为了探究航天器返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响因素，小明同学设计了如图所示测定风力的装置。一根用合金制成的均匀、光滑的金属杆，其左端固定在绝缘体上。迎风板与弹簧的N端相连，且穿在金属杆上，弹簧是绝缘材料制成的，迎风板工作时始终正对着风吹来的方向，其所受的风力大小与弹簧的长度关系见下表。电路中左端导线与金属杆最左端的M点相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，电源电压为12V且保持不变，R的阻值为1.5Ω。当闭合开关S，无风时，弹簧不发生形变，电压表的示数为3V。求：

迎风板所受风力（N）	0	130	260	390	520
弹簧长度（cm）	50	40	30	20	10

⑴金属杆接入电路的最大电阻。

⑵金属杆单位长度的电阻。

⑶通过计算说明，电压表的表盘2V处应标明的对应风力是多少N？ 

Answer 1

⑴由于R与R₁串联，通过R的电流为：

 I₁＝＝＝6A                                           

     R₁＝＝＝0.5Ω                                               

⑵单位长度的电阻为：＝＝10^-2Ω／cm                          

⑶当电压表的示数为2V时，R上通过的电流为：

I₂＝＝＝（A）                                

          此时金属杆的电阻R₂＝＝0.3Ω                             

         金属杆接入电路的长度L₁＝＝30 cm                           

        查表可知：弹簧的长度为30 cm时，迎风板所受的风力对应为260N，

                 电压表的表盘2V处应标明的对应风力为260N。