Question

圖甲是某班科技小組設(shè)計(jì)的風(fēng)力測定裝置示意圖，圖乙是其電路圖。電阻R'隨風(fēng)力變化關(guān)系如圖丙所示。已知電源電壓恒為9V，定值電阻R₀=2Ω，電壓表量程為0 ～3V 。使用該裝置測定風(fēng)力，則    
（1 ）電阻R'的阻值隨風(fēng)力的增大怎樣變化？  
（2）求無風(fēng)時(shí)電壓表的示數(shù)。  
（3）如果保持電壓表量程不變，且只能在電路中增加一個(gè)電阻R ，使該裝置能測量的最大風(fēng)力增加到900N，計(jì)算電阻R的阻值，并說明其連接方式。  
（4）計(jì)算改裝后該裝置電路總功率的變化范圍。（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

解：
（1）R' 隨風(fēng)力增大而減小 ；
（2）由圖丙可知，無風(fēng)時(shí) R'=16Ω，
根據(jù)R₀/R'=U₀/ （U-U₀  ）  
得U₀=（9-U₀ ）×  2/16 =1V  
（3）保持電壓表量程不變，即U₀=3V
當(dāng)風(fēng)力增加到900N 時(shí)，由圖丙可知R'=1 Ω
（運(yùn)用第2 問中的計(jì)算方法，算得電路中R₀兩端的電壓為6V ）
應(yīng)在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R ，
由（R'+R ）/R₀= （U-U₀ ）/U₀          
（1+R）/2=（9-3）/3        
解得R= 3Ω
（4 ）P_最小=U²/R_最大=（9V ）²/（2Ω+3Ω+16Ω）=3.9W
P_最大=U²/R_最小=（9V）²/（2Ω+3Ω+1Ω）=13.5W