题目内容
小张设计了一种用学过的物理知识测水流速的测定仪．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，BC为水平方向固定的一根粗细均匀的电阻丝，C端在O点正下方，BC与金属丝接触良好，接触点为D，不计摩擦和金属丝的电阻，将小铅球放入水中，水不流动时，电压表示数为0；水流动时，球向左摆起一定的角度，流速越大，摆起的角度越大，用电压表作指示仪表．（1）请在图中用笔画线代替导线连接电路．
（2）简要说明水的流速越大，仪表指针偏转角度越大的道理：
当水的流速越大，CD的长度越长，CD的电阻越大，根据欧姆定律的变形公式U=IR可知，当水的流速越大时，CD两端的电压越大
当水的流速越大，CD的长度越长，CD的电阻越大，根据欧姆定律的变形公式U=IR可知，当水的流速越大时，CD两端的电压越大
．（3）若电源由两节干电池组成，BC的电阻为10Ω，某一流速时，CD=
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分析：（1）要求水流的推力F越大时，电压表的示数也越大，由于水的推力越大，悬挂小球的细线与竖直方向的夹角越大，故可以用分压式接法连接电路；
（2）串联电路起分压作用，水的流速越大，CD的长度越大，根据欧姆定律可知电压表示数的变化；
（3）先根据欧姆定律求出电路中的电流，然后根据欧姆定律的变形公式求出CD两端的电压；电路中的电流与D的位置无关，据此可知D在中点时，电路中的电流．
（2）串联电路起分压作用，水的流速越大，CD的长度越大，根据欧姆定律可知电压表示数的变化；
（3）先根据欧姆定律求出电路中的电流，然后根据欧姆定律的变形公式求出CD两端的电压；电路中的电流与D的位置无关，据此可知D在中点时，电路中的电流．
解答：解：（1）BC和电源串联，电压表并联在DC两端；如图所示：
（2）因为电源电压和BC的电阻不变，所以电路中的电流始终不变，当水的流速越大，CD的长度越长，CD的电阻越大；
∵I=
∴根据U=IR可知，当水的流速越大时，CD两端的电压越大．
（3）电路中的电流：I=
=
=0.3A；
∵BC的电阻为10Ω，CD=
BC，
∴RCD=
×10Ω=2.5Ω，
又∵I=
∴此时电压表的示数：U=IRCD=0.3A×2.5Ω=0.75V；
因为电路中的电流与D的位置无关，所以当D点移至BC的中点时，通过BC的电流是0.3A．
故答案为：（2）当水的流速越大，CD的长度越长，CD的电阻越大，根据欧姆定律的变形公式U=IR可知，当水的流速越大时，CD两端的电压越大
（3）当CD=
BC，电压表的示数为0.75V；当D点移至BC的中点时，通过BC的电流是0.3A．
（2）因为电源电压和BC的电阻不变，所以电路中的电流始终不变，当水的流速越大，CD的长度越长，CD的电阻越大；
∵I=
| U |
| R |
∴根据U=IR可知，当水的流速越大时，CD两端的电压越大．
（3）电路中的电流：I=
| U |
| R |
| 3V |
| 10Ω |
∵BC的电阻为10Ω，CD=
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∴RCD=
| 1 |
| 4 |
又∵I=
| U |
| R |
∴此时电压表的示数：U=IRCD=0.3A×2.5Ω=0.75V；
因为电路中的电流与D的位置无关，所以当D点移至BC的中点时，通过BC的电流是0.3A．
故答案为：（2）当水的流速越大，CD的长度越长，CD的电阻越大，根据欧姆定律的变形公式U=IR可知，当水的流速越大时，CD两端的电压越大
（3）当CD=
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点评：在此题中，首先判断出电路的组成方式是解题的关键；在分析电路时，要熟练掌握串联分压原理和电压表的使用方法，综合性较强，难度稍大．
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