问题标题:
某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置,其原理如图1所示.迎风板与一轻质弹簧一端连接,穿在光滑的金属杆上,弹簧由绝缘材料制成,均匀金属杆的阻值随长度均匀变化,工作时迎
问题描述:

某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置,其原理如图1所示.迎风板与一轻质弹簧一端连接,穿在光滑的金属杆上,弹簧由绝缘材料制成,均匀金属杆的阻值随长度均匀变化,工作时迎风板总是正对风吹来的方向.电路中左端导线与金属杆M端相连,右端导线接在迎风板上N点并可随迎风板在金属杆上滑动,两端导线与金属杆均接触良好.已知电源电压恒为4.5V,电路中接有一个“3V 9W”的小灯泡,金属杆接入电路中Rx与迎风板所承受的风力F的关系如乙所示.测风力时,闭合开关S.回答下列问题:

(1)若要提高装置反映风力大小的性能,可采取的方法是在电路中接入一电压表,并使电压表示数随风力的增大而增大,请在图2中适当位置画出电压表.

(2)无风时,求电压表的示数和小灯泡消耗的电功率;

(3)如果电压表的量程为0~3V,则该装置所能测量的最大风力是多少?

宋志安回答:
  (1)要使电压表示数随风力的增大而增大,电压表应与灯泡L并联,如图4所示;   (2)无风时,灯泡L与金属杆串联,此时金属杆接入电路中的电阻Rx为3.5Ω   由题可知:灯泡电阻:R=U2额P
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