Question

18．小明同學(xué)設(shè)計(jì)的“風(fēng)力測試儀”在�？萍脊�(jié)上備受師生們的青睞，“風(fēng)力測試儀”的原理如圖所示．電源電壓6V，R₀為保護(hù)電阻，AB為長20cm、阻值為50Ω的均勻電阻絲．OP為質(zhì)量、電阻均不計(jì)的金屬細(xì)桿，下端連接一個(gè)重為2N的球P．閉合開關(guān)S，無風(fēng)時(shí)，OP下垂并與電阻絲的B端接觸；有風(fēng)時(shí)，球P受風(fēng)力作用，使金屬細(xì)桿OP繞懸掛點(diǎn)O偏轉(zhuǎn)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)到電阻絲的A端時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A．已知懸掛點(diǎn)O與電阻絲B端為10cm，金屬細(xì)桿OP始終與電阻絲AB接觸良好且無摩擦，下列說法正確的是（　�。�

• A． R₀的阻值為20Ω
• B． 無風(fēng)時(shí)電流表示數(shù)為0.1A
• C． 當(dāng)偏轉(zhuǎn)到離電阻絲A端5cm時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A
• D． R₀在電路中起到了保護(hù)電路的作用，以免風(fēng)力過大時(shí)，超過電流表量程

Answer 1

分析 （1）當(dāng)偏轉(zhuǎn)到電阻絲的A端時(shí)，電路中只有定值電阻，知道電源電壓和電流，利用歐姆定律求定值電阻R₀；
（2）無風(fēng)時(shí)，OP下垂并與電阻絲的B端接觸，電阻絲AB與R₀串聯(lián)，求出總電阻利用歐姆定律求電流大��；
（3）當(dāng)偏轉(zhuǎn)到離電阻絲A端5cm時(shí)，求出連入電路中的電阻大小，進(jìn)而求出電路的總電阻，利用歐姆定律求此時(shí)電流大小；
（4）當(dāng)風(fēng)力過大時(shí)，金屬細(xì)桿OP繞懸掛點(diǎn)O偏轉(zhuǎn)的角度也較大，電阻絲連入電路中的電阻過小，電路的總電阻過小，根據(jù)歐姆定律，電流過大，有可能超過電流表量程，所以，為保護(hù)電路，在電路中串聯(lián)一個(gè)定值電阻，會(huì)使總電阻增大，從而減小電路中的電流大小，以免超過電流表量程．

解答 解：
A、當(dāng)偏轉(zhuǎn)到電阻絲的A端時(shí)，電路中只有定值電阻，電流表示數(shù)為0.6A，定值電阻R₀=$\frac{U}{{I}_{1}}=\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，故不正確；
B、無風(fēng)時(shí)，OP下垂并與電阻絲的B端接觸，電阻絲AB與R₀串聯(lián)，根據(jù)電阻串聯(lián)的規(guī)律R=10Ω+50Ω=60Ω，由歐姆定律，此時(shí) 電流表的示數(shù)I₂=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A，故B正確；
C、當(dāng)偏轉(zhuǎn)到離電阻絲A端5cm時(shí)，因?yàn)榫鶆螂娮杞z，連入電路中的電阻大小為$\frac{5}{20}$×50Ω=12.5Ω，電路的總電阻：R′=12.5Ω+10Ω=22.5Ω，由歐姆定律此，時(shí)電流表的示數(shù)I₃=$\frac{U}{R′}=\frac{6V}{22.5Ω}$=0.27A，故C不正確；
D、當(dāng)風(fēng)力過大時(shí)，金屬細(xì)桿OP繞懸掛點(diǎn)O偏轉(zhuǎn)的角度也較大，電阻絲連入電路中的電阻過小，電路的總電阻過小，根據(jù)歐姆定律，電流過大，有可能超過電流表量程，所以，為保護(hù)電路，在電路中串聯(lián)一個(gè)定值電阻，會(huì)使總電阻增大，從而減小電路中的電流大小，以勉超過電流表量程，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查變阻器的原理、歐姆定律及串聯(lián)電路規(guī)律的應(yīng)用，正確識(shí)別電路是解題的關(guān)鍵．