小强和同学一起设计了“风力测试仪”的原理图,如图所示,已知电源电压为12 V,R 0 为20Ω,OB长为10 cm,AB是长为20 cm、阻值为60Ω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3 N的圆球P。余属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦。闭合开关S,无风时,OP下垂并与电阻丝的B端接触;有风时,圆球P受风力作用,使金属细杆OP绕悬挂点O偏转。求: (1)无风时电流表示数是多少? (2)当金属细杆OP滑到AB中点时电路消耗的总功率是多少? (3)当金属细杆OP滑到A点时圆球P受的风力是多大? (4)若将电流表的刻度改为风力表的刻度值,请问表盘刻度均匀吗?简要说明理由。
【正确答案】正确答案: (3)如图所示,对圆球P受力分析可得,Fcosθ=F ,Fsinθ=G, (4)表盘刻度不均匀。电流 由于U和R 0 是定值,电路中的电流I与电阻丝接入电路的阻值R不成正比例关系,因此将电流表刻度改为风力表的刻度时,刻度盘不均匀。
【答案解析】