如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图,P为金属球,悬挂在一细长金属丝上面,O是悬挂点,R0是保护电阻,CD是...
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如图所示为一种测定风作用力的仪器原理图,P为金属球,悬挂在一细长金属丝上面,O是悬挂点,R0是保护电阻,CD是水平放置的光滑电阻丝,与细金属丝始终保持良好的接触.无风时细金属丝与电阻丝在C点接触,此时电路中电流I0,有风时金属丝将偏转一角度,角θ与风力大小有关,已知风力方向水平向左,OC=h,CD=L,球质量为m,电阻丝单位长度电阻为k,电源内阻和金属丝电阻均不计,金属丝偏转θ角时,电流表示数为I′,此时风力大小为F.试写出:
(1)风力大小F与θ的关系式;
(2)风力大小F与电流表示数I′的关系式.
【回答】
解:(1)有风时,对金属球P,受重力mg、风力F、金属丝拉力F1,如图.由平衡条件得:F=F1sinθ,
mg=F1cosθ,即F=mgtanθ.
(2)无风时,电源电压U=I0(R0+kL);有风时,电阻丝电阻R0′=k(L﹣htanθ),此时,U=I′(R0+R0′)
由以上三式解得tanθ=
代入F=mgtanθ
得F=(I′﹣I0)(R0+kL).
答:(1)F与θ的关系式为F=mgtanθ;
(2)F与I′的关系式为F=(I′﹣I0)(R0+kL).
知识点:未分类
题型:综合题
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