如圖所示為一種測定風作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細長金屬絲上面，O是懸掛點，R0是保護電阻，CD是...

問題詳情：

如圖所示為一種測定風作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細長金屬絲上面，O是懸掛點，R0是保護電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與細金屬絲始終保持良好的接觸．無風時細金屬絲與電阻絲在C點接觸，此時電路中電流I0，有風時金屬絲將偏轉一角度，角θ與風力大小有關，已知風力方向水平向左，OC=h，CD=L，球質量為m，電阻絲單位長度電阻為k，電源內阻和金屬絲電阻均不計，金屬絲偏轉θ角時，電流表示數為I′，此時風力大小為F．試寫出：

（1）風力大小F與θ的關係式；

（2）風力大小F與電流表示數I′的關係式．

【回答】

解：（1）有風時，對金屬球P，受重力mg、風力F、金屬絲拉力F1，如圖．由平衡條件得：F=F1sinθ，

mg=F1cosθ，即F=mgtanθ．

（2）無風時，電源電壓U=I0（R0+kL）；有風時，電阻絲電阻R0′=k（L﹣htanθ），此時，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與θ的關係式為F=mgtanθ；

（2）F與I′的關係式為F=（I′﹣I0）（R0+kL）．

知識點：未分類

題型：綜合題