题目内容
【题目】如图甲所示为某初中小组设计了一种测定风力的装置，迎风板与压敏电阻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变化而变化，其阻值Rx与风对迎风板的作用力F关系如图乙所示．已知电源电压恒定，定值电阻R=5Ω，灯泡L标有“6V 6W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化），电压表的量程为0～3V．闭合开关S，无风时电压表的示数为2.5 V．
（1）灯泡L的电阻为多少？．
（2）求无风时，压敏电阻Rx消耗的电功率？
（3）求该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力？
（4）若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力，请说出两种改进方法．
【答案】（1）6 （2）1.75W （3）300N （4） ①串联一个定值电阻 ②减小电源电压
【解析】
（1）灯泡L的电阻为：
=
=
=6Ω；
（2）由图甲可知是一个串联电路，电压表测定值电阻R两端的电压，无风时电压表的示数为2.5 V，定值电阻R=5Ω，根据串联电路电流特点得，电路中的电流为：I=
=
=0.5A，由图象乙可知，当无风时，电阻Rx=7Ω，则此时压敏电阻Rx消耗的电功率：
=
=
7Ω=1.75W；电源电压为U=2.5V+0.5A
（6Ω+7Ω）=9V；
（3）由甲电路图可知，R与Rx串联，电压表测R两端的电压，由图乙可知，风力最大时，Rx的阻值最小，电路中的总电阻最小，由U=IR可知，R两端的电压最大，即电压表的示数最大，电压表的量程为0～3V，所以R两端的电压最大为3V，由I=可知，电路中的电流增大，此时电路中的电流为
=
=0.6A，
=
=
=1A
0.6A，灯安全，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：Ux=U-UR-
=9V-3V-0.6A6
=2.4V，因串联电路中各处的电流相等，所以压敏电阻的阻值：R′x=
=4Ω，由图象可知，该装置所能测量的最大风力为300N；
（4）当最大风力增加到600N时，Rx″=1Ω，总电阻减小，电流会增大，为保持电压表量程不变，则电路中的电流0.6A不变，若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力，所以可以①串联一个定值电阻，②减小电源电压。
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