Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測(cè)定風(fēng)力的裝置，其原理如圖所示。E是內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為6V的電源。是一個(gè)阻值為400Ω的限流電阻。G是由理想電流表改裝成的指針式測(cè)力顯示器。R是一個(gè)壓敏電阻，其阻值可隨壓力大小變化而改變，其關(guān)系如下表所示。C是一個(gè)用來保護(hù)顯示器的電容器。迎風(fēng)板的重力忽略不計(jì)。試

（1）利用表中的數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨風(fēng)力F變化的函數(shù)式；

（2）若電容器的耐壓值為5V，該裝置能測(cè)得的最大風(fēng)力為多少牛頓？

（3）若風(fēng)（運(yùn)動(dòng)的空氣）與迎風(fēng)板作用后速度變?yōu)榱�，已知迎風(fēng)板面積S=0.5m2，裝置所在處的空氣密度ρ=1.3kg/m3。試通過尋求風(fēng)速與電流表中電流的關(guān)系，且說明該裝置作為風(fēng)速顯示器時(shí)刻度是否均勻？

Answer 1

【答案】（1）（2）550N（3）；刻度不均勻

【解析】

⑴通過表中數(shù)據(jù)可得：， 故R與F成線性變化關(guān)系

設(shè)它們的關(guān)系式為：R = kF+b 代入數(shù)據(jù)得：R = 300—0.4F

⑵由題意，R0上的電壓UR0=5V，通過R0的電流為I=

R =

R =

R = 300—0.4F

當(dāng)電容器兩端電壓UR為5V時(shí)，測(cè)得的風(fēng)力最大， Fm = 550N

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：

以及定量定理：

代入數(shù)據(jù)可得：

，所以刻度不均勻

故本題答案是： （1）（2）550N（3）；刻度不均勻