Question

18．小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐，“风力测试仪”的原理如图所示．电源电压6V，R₀为保护电阻，AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2N的球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，球P受风力作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0.6A．已知悬挂点O与电阻丝B端为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，下列说法正确的是（　　）

• A． R₀的阻值为20Ω
• B． 无风时电流表示数为0.1A
• C． 当偏转到离电阻丝A端5cm时，电流表示数为0.3A
• D． R₀在电路中起到了保护电路的作用，以免风力过大时，超过电流表量程

Answer 1

分析 （1）当偏转到电阻丝的A端时，电路中只有定值电阻，知道电源电压和电流，利用欧姆定律求定值电阻R₀；
（2）无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触，电阻丝AB与R₀串联，求出总电阻利用欧姆定律求电流大小；
（3）当偏转到离电阻丝A端5cm时，求出连入电路中的电阻大小，进而求出电路的总电阻，利用欧姆定律求此时电流大小；
（4）当风力过大时，金属细杆OP绕悬挂点O偏转的角度也较大，电阻丝连入电路中的电阻过小，电路的总电阻过小，根据欧姆定律，电流过大，有可能超过电流表量程，所以，为保护电路，在电路中串联一个定值电阻，会使总电阻增大，从而减小电路中的电流大小，以免超过电流表量程．

解答 解：
A、当偏转到电阻丝的A端时，电路中只有定值电阻，电流表示数为0.6A，定值电阻R₀=$\frac{U}{{I}_{1}}=\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，故不正确；
B、无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触，电阻丝AB与R₀串联，根据电阻串联的规律R=10Ω+50Ω=60Ω，由欧姆定律，此时 电流表的示数I₂=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A，故B正确；
C、当偏转到离电阻丝A端5cm时，因为均匀电阻丝，连入电路中的电阻大小为$\frac{5}{20}$×50Ω=12.5Ω，电路的总电阻：R′=12.5Ω+10Ω=22.5Ω，由欧姆定律此，时电流表的示数I₃=$\frac{U}{R′}=\frac{6V}{22.5Ω}$=0.27A，故C不正确；
D、当风力过大时，金属细杆OP绕悬挂点O偏转的角度也较大，电阻丝连入电路中的电阻过小，电路的总电阻过小，根据欧姆定律，电流过大，有可能超过电流表量程，所以，为保护电路，在电路中串联一个定值电阻，会使总电阻增大，从而减小电路中的电流大小，以勉超过电流表量程，故D正确．
故选：BD．

点评 本题考查变阻器的原理、欧姆定律及串联电路规律的应用，正确识别电路是解题的关键．