9. 卧室内有一盏照明灯,门口、床头各有一只单刀双掷开关,这两只开关都能控制照明灯,请在图中将这个电路画完整。

答案
10. 某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置,其原理如图(a)所示。迎风板与轻质弹簧的一端连接,穿在光滑的金属杆上,弹簧由绝缘材料制成,均匀金属杆的阻值随长度均匀变化,工作时迎风板总是正对风吹来的方向。电路中导线的左端与金属杆的M端相连,导线的右端接在迎风板上的N点并可随迎风板在金属杆上滑动,两端导线与金属杆均接触良好。已知电源电压恒为4.5 V,定值电阻$ R=1.0\ \Omega $。金属杆接入电路中的电阻$ R_x $与迎风板所承受的风力$ F $的关系图像如图(b)所示。

(1)请在电路中接入一只电压表,使电压表的示数随风力的增大而增大,并在图(a)中的适当位置画出电压表。
(2)求无风时电压表的示数。
(3)设电压表的量程为0~3 V,求该装置所能测量的最大风力。
(1)请在电路中接入一只电压表,使电压表的示数随风力的增大而增大,并在图(a)中的适当位置画出电压表。
(2)求无风时电压表的示数。
(3)设电压表的量程为0~3 V,求该装置所能测量的最大风力。
答案
; $解:(2)无风时,定值电阻R 与金属杆串联,此时金属杆接入电路中的电阻R_{x}为3.5 \ \mathrm {Ω},$$电路总电流:I=\frac {U}{R+R_{x}}=\frac {4.5\ \mathrm {V}}{1 \ \mathrm {Ω}+3.5 \ \mathrm {Ω}}=1\ \mathrm {A},$$ 定值电阻R 两端的电压就是电压表的示数:U_{R}=IR=1\ \mathrm {A}×1\ \mathrm {Ω}=1\ \mathrm {V};$$ (3)当电压表示数为3\ \mathrm {V}时,R 两端电压U_1=3\ \mathrm {V},$$金属杆两端电压:U_2=U-U_1=4.5\ \mathrm {V}-3\ \mathrm {V}=1.5\ \mathrm {V},$$电路总电流:I_{总}=\frac {U_1}{R}=\frac {3\ \mathrm {V}}{1\ \mathrm {Ω}}=3\ \mathrm {A},$$金属杆电阻:R_1=\frac {U_2}{I_{总}}=\frac {1.5\ \mathrm {V}}{3\ \mathrm {A}}=0.5\ \mathrm {Ω},$$ 分析图象可知最大风力为720\ \mathrm {N}.$
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