Question

如圖14-2-7所示是一種測(cè)定風(fēng)作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細(xì)長金屬絲下面，O是懸點(diǎn)，R₀是保護(hù)電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與細(xì)金屬絲始終保持良好接觸.無風(fēng)時(shí)，金屬絲與電阻絲在C點(diǎn)接觸，此時(shí)?示數(shù)為I₀；有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度，角θ與風(fēng)力大小有關(guān).設(shè)風(fēng)力方向水平向左，OC=h,CD=L，金屬球質(zhì)量為m，電阻絲單位長度的阻值為k，電源內(nèi)電阻和金屬絲電阻不計(jì)，金屬絲偏角為θ時(shí)，的示數(shù)為I′，此時(shí)風(fēng)力為F.試寫出：

圖14-2-7

(1)F與θ的關(guān)系式.

(2)F與I′的關(guān)系式.

Answer 1

解析：(1)有風(fēng)力時(shí)，對(duì)金屬球P，受力如圖所示

F=F₁·sinθ                                                                 ①

mg=F₁·cosθ                                                               ②

所以F=mgtanθ.                                                           ③

(2)無風(fēng)時(shí)，電路中U=I₀(R₀+kL)                                          ④

有風(fēng)時(shí)，電路中

U=I′(R₀-kL′)                                                           ⑤

L′=L-h·tanθ                                                            ⑥

由④⑤⑥解出F=(R₀+kL)·(I′-I₀).

答案：(1)F=mgtanθ  (2)F=(R₀+kL)·(I′-I₀)