题目内容
（20分）某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端Ｎ相连接，穿在光滑的金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k=1300N/m，自然长度为Ｌ0＝０.５m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积Ｓ=0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆Ｍ端相连，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。限流电阻的阻值Ｒ=1
，电源的电动势Ｅ=12Ｖ，内阻r=0.5。合上开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表示数为Ｕ1=3.0Ｖ；如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表的示数为Ｕ2 =2.0V，求：
（1）金属杆单位长度的电阻；
（2）此时作用在迎风板上的风力。
解析：设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，有风时接入电路的电阻为R2，由题意得
（1）无风时，
解得：
，所以金属杆单位长度的电阻为
（2）有风时，
解得：
，此时弹簧的长度为
弹簧的压缩量为
由于迎风板受风力和弹力而平衡，所以风力大小为
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某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相接，穿在光滑的金属杆上，弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数为K，自然长度为L0，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，其单位长度的电阻为r0，工作时总是正对着风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆相连，右端导线在N点并可随风板在金属上滑动，且与金属杆接触良好，限流电阻阻值为R，电源电动势为U，内阻不计，闭合开关，没有风时，弹簧处于原长，电压表示数为