Question

為了探究航天器返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力（風力）的影響因素，小明同學設計了如圖所示測定風力的裝置。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，迎風板工作時始終正對著風吹來的方向，其所受的風力大小與彈簧的長度關系見下表。電路中左端導線與金屬桿最左端的M點相連，右端導線接在N點并可隨迎風板在金屬桿上滑動，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1.5Ω。當閉合開關S，無風時，彈簧不發(fā)生形變，電壓表的示數(shù)為3V。求：

迎風板所受風力（N）	0	130	260	390	520
彈簧長度（cm）	50	40	30	20	10

⑴金屬桿接入電路的最大電阻。

⑵金屬桿單位長度的電阻。

⑶通過計算說明，電壓表的表盤2V處應標明的對應風力是多少N？ 

Answer 1

⑴由于R與R₁串聯(lián)，通過R的電流為：

 I₁＝＝＝6A                                           

     R₁＝＝＝0.5Ω                                               

⑵單位長度的電阻為：＝＝10^-2Ω／cm                          

⑶當電壓表的示數(shù)為2V時，R上通過的電流為：

I₂＝＝＝（A）                                

          此時金屬桿的電阻R₂＝＝0.3Ω                             

         金屬桿接入電路的長度L₁＝＝30 cm                           

        查表可知：彈簧的長度為30 cm時，迎風板所受的風力對應為260N，

                 電壓表的表盤2V處應標明的對應風力為260N。