某同學(xué)設(shè)計了一種測定風(fēng)力的裝置，其原理如圖20所示，迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端Ｎ相連接，穿在光滑的金屬桿上。彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)k=1300N/m，自然長度為Ｌ0＝０.５m，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風(fēng)板面積Ｓ=0.5m2，工作時總是正對著風(fēng)吹來的方向。電路中左端導(dǎo)線與金屬桿Ｍ端相連，右端導(dǎo)線接在Ｎ點并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好。限流電阻的阻值Ｒ=1，電源的電動勢Ｅ=12Ｖ，內(nèi)阻r=0.5。合上開關(guān)，沒有風(fēng)吹時，彈簧處于原長，電壓表示數(shù)為Ｕ1=3.0Ｖ；如果某時刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧，電壓表的示數(shù)為

Ｕ2 =2.0V，求：

（１）金屬桿單位長度的電阻；

（２）此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力。

（1）；（2）260N


解析:

設(shè)無風(fēng)時金屬桿接入電路的電阻為R1，有風(fēng)時接入電路的電阻為R2，由題意得

（１）無風(fēng)時，

解得：，所以金屬桿單位長度的電阻為

（２）            有風(fēng)時，

解得：，此時彈簧的長度為

彈簧的壓縮量為

由于迎風(fēng)板受風(fēng)力和彈力而平衡，所以風(fēng)力大小為

練習(xí)冊系列答案
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（1）金屬桿單位長度的電阻；
（2）此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力；
（3）若風(fēng)（運動的空氣）與迎風(fēng)板作用后速度變?yōu)榱悖阎b置所在處的空氣密度為1.3kg/m3，求風(fēng)速為多大？

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（1）無風(fēng)時金屬桿接入電路的電阻R1和單位長度的電阻值；
（2）如果某時刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2=2.0V，此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力；
（3）若風(fēng)（運動的空氣）與迎風(fēng)板作用后速度變?yōu)榱�，已知�?）問中裝置所在處空氣的密度為1.3kg/m3，求此時此處風(fēng)速為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)某同學(xué)設(shè)計了一種測定風(fēng)力的裝置，其原理如圖所示，迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端N相接，穿在光滑的金屬桿上，彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)為K，自然長度為L0，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，其單位長度的電阻為r0，工作時總是正對著風(fēng)吹來的方向．電路中左端導(dǎo)線與金屬桿相連，右端導(dǎo)線在N點并可隨風(fēng)板在金屬上滑動，且與金屬桿接觸良好，限流電阻阻值為R，電源電動勢為U，內(nèi)阻不計，閉合開關(guān)，沒有風(fēng)時，彈簧處于原長，電壓表示數(shù)為
U
2
，如果某時刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧，電壓表示數(shù)為
U
3
，求此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力F的大�。�

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（20分）某同學(xué)設(shè)計了一種測定風(fēng)力的裝置，其原理如圖所示，迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端Ｎ相連接，穿在光滑的金屬桿上。彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)k=1300N/m，自然長度為Ｌ0＝０.５m，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風(fēng)板面積Ｓ=0.5m2，工作時總是正對著風(fēng)吹來的方向。電路中左端導(dǎo)線與金屬桿Ｍ端相連，右端導(dǎo)線接在Ｎ點并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好。限流電阻的阻值Ｒ=1，電源的電動勢Ｅ=12Ｖ，內(nèi)阻r=0.5。合上開關(guān)，沒有風(fēng)吹時，彈簧處于原長，電壓表示數(shù)為Ｕ1=3.0Ｖ；如果某時刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧，電壓表的示數(shù)為Ｕ2 =2.0V，求：

（1）金屬桿單位長度的電阻；

（2）此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力。

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.(18分)某同學(xué)設(shè)計了一種測定風(fēng)力、風(fēng)速的裝置，其原理如圖所示，迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端N相接，一起穿在光滑的金屬桿上。彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)k＝1300N/m，自然長度L0＝0.5m，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風(fēng)板面積為S＝0.5m2，工作時總是正對著風(fēng)吹來的方向。電路中左端導(dǎo)線與金屬桿M端固定相連，右端導(dǎo)線接在N點并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好。限流電阻的阻值R＝1.0Ω，電源電動勢E＝12.0V，內(nèi)阻r＝0.5Ω。合上開關(guān)，沒有風(fēng)吹時，彈簧處于原長，理想電壓表的示數(shù)U1＝3.0V。求：

(1)無風(fēng)時金屬桿接入電路的電阻R1和單位長度的電阻值；

(2)如果某時刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2＝2.0V，此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力；

(3)若風(fēng)(運動的空氣)與迎風(fēng)板作用后速度變?yōu)榱悖阎?2)問中裝置所在處空氣的密度為1.3kg/m3，求此時此處風(fēng)速為多大？

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