Question

11．物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一種用電學(xué)原理測(cè)南風(fēng)（由南吹向北）和北風(fēng)（由北吹向南）及風(fēng)大小級(jí)別的方法，如圖所示，小塑料球P系在細(xì)銅絲（電阻不計(jì)）下，懸掛在O點(diǎn)，AB為水平方向固定的一根粗細(xì)均勻的電阻絲（電阻率較大），C點(diǎn)為AB電阻絲的中點(diǎn)，且在O點(diǎn)的正下方，AB與金屬絲接觸良好，且可隨風(fēng)的大小及方向自由移動(dòng)（摩擦不計(jì)），當(dāng)風(fēng)越大時(shí)，細(xì)銅絲離開(kāi)C點(diǎn)的位置越大，A端指向北，B端指向南，R為定值電阻，R=10Ω．

（1）無(wú)風(fēng)時(shí)，細(xì)銅絲與電阻絲的觸點(diǎn)在C點(diǎn)，此時(shí)，電流表的示數(shù)0.3A，電源電壓為6V，由此可知，電阻絲AB的電阻為20Ω，在電阻絲CB段電流流向?yàn)镃→B（填B→C或C→B）．
（2）塑料小球P處在圖中的虛線(xiàn)狀態(tài)時(shí)，如果有一天發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)在不斷的變大，可知今天吹北風(fēng)（填“南風(fēng)”或“北風(fēng)”），并且可知風(fēng)的級(jí)別在變大（填“大”、“小”或“不變”）．
（3）如果每增大一級(jí)風(fēng)；電路中的電阻將改變1Ω，某天如果吹南風(fēng)5級(jí)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.24　A．
（4）請(qǐng)你猜想一下，忽然有一天吹東風(fēng)，看到電流表的情況可能是：電流表示數(shù)不變．其原因是電阻不變（銅線(xiàn)不脫離電阻絲）．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出電路中的總電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出電阻絲的阻值；
電流從電源的正極流出，回到電源負(fù)極；
（2）電流表的示數(shù)在不斷的變大，說(shuō)明電路電阻逐漸減小，即細(xì)銅絲與電阻絲的觸點(diǎn)向右移動(dòng)；根據(jù)觸點(diǎn)移動(dòng)的方向確定風(fēng)向和風(fēng)的級(jí)別；
（3）已知無(wú)風(fēng)時(shí)電阻絲接入電路的電阻，然后根據(jù)風(fēng)向和風(fēng)的級(jí)別求出電阻絲接入電路電阻的變化量，并結(jié)合串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出總電阻，最后利用歐姆定律求出電路中的電流；
（4）根據(jù)風(fēng)向確定細(xì)銅絲如何移動(dòng)，再結(jié)合歐姆定律進(jìn)行分析．

解答 解：（1）R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，R_BC=20Ω-10Ω=10Ω；由于C點(diǎn)為AB的中點(diǎn)，故R_AB=2R_BC=20Ω．
因?yàn)殡娏鲝碾娫吹恼龢O流出，回到電源負(fù)極，因此在電阻絲CB段電流流向?yàn)镃→B；
（2）電流表示數(shù)增大，說(shuō)明電路中總電阻變小，即細(xì)銅絲與電阻絲的觸點(diǎn)向右移動(dòng)，故今天吹北風(fēng)，并且風(fēng)的級(jí)別在變大；
（3）因?yàn)槊吭龃笠患?jí)風(fēng)，電路中的電阻將改變1Ω；
如果吹南風(fēng)5級(jí)時(shí)，則電路中電阻增大5Ω；則電流表的示數(shù)：I=$\frac{6V}{10Ω+10Ω+5Ω}$=0.24A；
（4）因?yàn)榧?xì)銅絲只能南北擺動(dòng)，因此當(dāng)有一天吹東風(fēng)時(shí)，銅絲與電阻絲的觸點(diǎn)不會(huì)移動(dòng)，電路中電阻不變，由歐姆定律可知，電流表的示數(shù)不變．
故答案為：（1）20；C→B（2）北風(fēng)； 大；（3）0.24；（4）電流表示數(shù)不變；電阻不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生在具體的電路中運(yùn)用歐姆定律的能力，分析電路圖得出兩種情況的電路組成是本題的關(guān)鍵．