题目内容
李珊设计了一种用电学原理测南风（由南吹向北）和北风（由北吹向南）及风力级别的仪器，如图所示，小塑料球P系在细铜丝（电阻不计）下，悬挂在O点，AB为水平方向固定的一根粗细均匀的电阻丝（电阻率较大），C点为AB电阻丝的中点，且在O点的正下方，AB与金属丝接触良好，可随风的大小及方向自由移动（摩擦不计），当风越大时，细铜丝离开C点的位置越大，A 端指向北，B端指向南，R为定值电阻，R=10Ω．无风时，细铜丝与电阻丝的触点在C点，此时，电流表的示数0.3A，电源电压为6V．问：（1）如果有一天发现电流表的示数在不断的变小，可知今天吹
南风
南风
（填“南风”或“北风”），并且可知风的级别在变大
大
（填“大”、“小”或“不变”）（2）求电阻丝AB的电阻．
（3）如果每增大一级风；电路中的电阻将改变1Ω，某天如果吹南风5级时，电流表的示数是多少？
（4）请指出该设计方案的不足之处（指出一点即可）．
分析：（1）电流表示数不断变小，说明电阻丝AB接入电路的阻值不断变大，根据电路图判断金属丝的移动方向，从而判断风向及风力级别如何变化．
（2）根据金属丝在C点时，电流表的示数，由欧姆定律求出电路的总电阻，然后由串联电路特点求出金属丝BC的电阻，进一步求出AB的电阻．
（3）根据欧姆定律及串联电路的特点，求出电流表的示数．
（4）从该仪器所测风向、风力大小等方面分析不足之处．
（2）根据金属丝在C点时，电流表的示数，由欧姆定律求出电路的总电阻，然后由串联电路特点求出金属丝BC的电阻，进一步求出AB的电阻．
（3）根据欧姆定律及串联电路的特点，求出电流表的示数．
（4）从该仪器所测风向、风力大小等方面分析不足之处．
解答：解：（1）电流表的示数在不断的变小，说明风力不断增大，电阻丝AB接入电路的阻值逐渐变大，由电路图可知，当金属丝向北移动时，金属丝AB接入电路的阻值变大，此时风由南向北吹，是南风．
故答案为：南风；大．
（2）金属丝在C点时，电流表示数是0.3A，此时电路总电阻R总=
=
=20Ω，
由串联电路的电阻特点知，RBC=R总-R=20Ω-10Ω=10Ω，
C在AB的中点，则RBC=
RAB，RAB=2RBC=2×10Ω=20Ω．
答：电阻丝AB的电阻是20Ω．
（3）如果吹南风5级，则金属丝向北移动，电阻增加5Ω，
电阻丝AB接入电路的阻值R′=RBC+5Ω=10Ω+5Ω=15Ω，
此时电流表的示数I′=
=
=0.24A，
答：某天如果吹南风5级时，电流表的示数是0.24A．
（4）该设计方案的不足之处有：①无风时电流表仍有示数，不节能；
②不能测量东风、西风和其他方向的风力变化情况；③风力的级别的测量范围有限等．
故答案为：南风；大．
（2）金属丝在C点时，电流表示数是0.3A，此时电路总电阻R总=
| U |
| I |
| 6V |
| 0.3A |
由串联电路的电阻特点知，RBC=R总-R=20Ω-10Ω=10Ω，
C在AB的中点，则RBC=
| 1 |
| 2 |
答：电阻丝AB的电阻是20Ω．
（3）如果吹南风5级，则金属丝向北移动，电阻增加5Ω，
电阻丝AB接入电路的阻值R′=RBC+5Ω=10Ω+5Ω=15Ω，
此时电流表的示数I′=
| U |
| R+R′ |
| 6V |
| 15Ω+10Ω |
答：某天如果吹南风5级时，电流表的示数是0.24A．
（4）该设计方案的不足之处有：①无风时电流表仍有示数，不节能；
②不能测量东风、西风和其他方向的风力变化情况；③风力的级别的测量范围有限等．
点评：认真审题、充分理解题意是正确解题的前提，熟练应用欧姆定律、串联电路特点是正确解题的关键；解题时要细心、认真，尤其是解第一问时，否则会出错．
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