Question

為了探究航天器返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示測(cè)定風(fēng)力的裝置．一根用合金制成的均勻、光滑的金屬桿，其左端固定在絕緣體上．迎風(fēng)板與彈簧的N端相連，且穿在金屬桿上，彈簧是絕緣材料制成的，迎風(fēng)板工作時(shí)始終正對(duì)著風(fēng)吹來的方向，其所受的風(fēng)力大小與彈簧的長(zhǎng)度關(guān)系見下表．電路中左端導(dǎo)線與金屬桿最左端的M點(diǎn)相連，右端導(dǎo)線接在N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良好，電源電壓為12V且保持不變，R的阻值為1.5 Ω．當(dāng)閉合開關(guān)S，無風(fēng)時(shí)，彈簧不發(fā)生形變，電壓表的示數(shù)為3V．求：
（1）金屬桿接入電路的最大電阻．
（2）金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻．
（3）通過計(jì)算說明，電壓表的表盤2V處應(yīng)標(biāo)明的對(duì)應(yīng)風(fēng)力是多少N？

Answer 1

（1）由于R與R₁串聯(lián)，通過R的電流為：I₁===6A，R₁===0.5Ω．
（2）單位長(zhǎng)度的電阻為：==10^﹣2Ω/cm．
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，
R上通過的電流為：I₂===A；
此時(shí)金屬桿的電阻R₂==0.3Ω，
金屬桿接入電路的長(zhǎng)度L₁==30cm；
查表可知：彈簧的長(zhǎng)度為30cm時(shí)，迎風(fēng)板所受的風(fēng)力對(duì)應(yīng)為260N；