Question

如圖所示是風(fēng)力測量儀的電路示意圖．其電源電壓U=3V，電路保護(hù)電阻R₁=10Ω，均勻電阻絲的阻值為R₂=10Ω，金屬絲（電阻忽略不計(jì)）的上端固定在O點(diǎn)，下端系有一塊塑料片A，當(dāng)風(fēng)從右向左吹動(dòng)塑料片時(shí)，金屬絲向左擺動(dòng)并與電阻絲保持良好的接觸，風(fēng)力表由電壓表改裝而成．
（l）無風(fēng)時(shí)，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是多少？電路中的電流是多少？
（2）風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是多少？
（3）為什么不在電路中串聯(lián)電流表，把電流表改裝成風(fēng)力表？

Answer 1

解：（1）∵此時(shí)電壓表被短路，
∴電壓表的示數(shù)為0伏；
電流表的示數(shù)為：I===0.15A．
答：無風(fēng)時(shí)，電壓表示數(shù)為0V，電路中的電流為0.15A．
（2）當(dāng)風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，電壓表的示數(shù)即為R₂兩端的電壓，
電路中的電流I₂=I=0.15A，
電壓表的示數(shù)U₂=I₂R₂=0.15A×10Ω=1.5V．
答：風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.5V．
（3）因?yàn)闊o論風(fēng)力大小，接入電路中的總電阻都沒有發(fā)生，電源電壓一定，電路中的電流也就不會(huì)發(fā)生改變，因此接入電流表不可行．
分析：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂右端接入電路電阻的阻值．
（1）無風(fēng)時(shí)，電壓表被短路，故電壓為0；電阻絲與保護(hù)電阻串聯(lián)，由歐姆定律可求得電流；
（2）風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，金屬絲滑到最左端時(shí)，電壓表測R₂上的電壓，則由歐姆定律可求電壓表的示數(shù)；
（3）由電路圖可知，電路中的電阻不變，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流不變，所以無論風(fēng)力大小，電流表的示數(shù)不變．
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵是知道金屬絲的擺動(dòng)不影響電路的結(jié)構(gòu)，只是改變了與電壓表并聯(lián)部分，即改變了電壓表測量的電阻．