Question

小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)風(fēng)速儀，圖甲是它的原理示意圖．定值電阻R₀=15Ω，R_l 是壓力傳感器（其電阻值會(huì)隨所受壓力大小變化而變化，變化關(guān)系如圖乙），電源電壓恒為6V，電流表的量程為0～0.6A，風(fēng)壓板是一塊長(zhǎng)方形的輕質(zhì)塑料板，它的面積為0.4m²．

風(fēng)級(jí)	名稱	風(fēng)速（m/s）	風(fēng)壓（pa）
0	無風(fēng)	0～0.2	0～0.025
1	軟風(fēng)	0.3～1.5	0.056～0.14
2	輕風(fēng)	1.6～3.3	0.16～6.8
3	微風(fēng)	3.4～5.4	7～18
4	和風(fēng)	5.5～7.9	19～39
5	勁風(fēng)	8.0～10.7	40～72
6	強(qiáng)風(fēng)	10.8～13.8	73～119

（1）正常使用時(shí)，如果風(fēng)力的增大則電路中電流表示數(shù)將如何變化

變大

．
（2）閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為0.15A，風(fēng)壓板上所受到的壓力是多少？此時(shí)的風(fēng)力為幾級(jí)？
（3）你認(rèn)為此風(fēng)速儀存在的不足之處是

最大只能測(cè)量5級(jí)風(fēng)，測(cè)量范圍太小

（寫出一點(diǎn)即可）．

Answer 1

分析：（1）由圖乙判斷風(fēng)力增大，壓力傳感器阻值如何變化，然后應(yīng)用歐姆定律判斷電路電流如何變化．
（2）知道電流表的讀數(shù)（此時(shí)電路中的電流）、電源電壓，求出串聯(lián)電阻值，利用串聯(lián)電阻的特點(diǎn)求壓力傳感器的電阻，對(duì)照表中數(shù)據(jù)找出風(fēng)壓板上所受到的壓力和此時(shí)的風(fēng)速；
（3）當(dāng)R_l是0Ω時(shí)，風(fēng)壓板上所受到的壓力最大，求出風(fēng)壓，找出能測(cè)量的最大風(fēng)速然后分析答題．

解答：解：（1）由圖乙所示圖象可知，風(fēng)力增大，壓力傳感器電阻減小，電路總電阻減小，電源電壓不變，由歐姆定律可知電路電流增大，電流表示數(shù)增大．
（2）∵I=

U

R

，
∴R_串=

U

I

=

6V

0.15A

=40Ω，
R₁=R_串-R₀=40Ω-15Ω=25Ω；
查圖乙得風(fēng)壓板上所受到的壓力：
F=4N，
p=

F

S

=

4N

0.4m2

=10Pa，
查表可知，風(fēng)力為3級(jí)．
（3）當(dāng)R_l=0Ω，查圖乙得風(fēng)壓板上所受到的壓力為F_大=24N，
最大風(fēng)壓：p_大=

F最大

S

=

24N

0.4m2

=60Pa，
查表得最大只能測(cè)量5級(jí)風(fēng)，此風(fēng)速儀最大只能測(cè)5級(jí)風(fēng)，測(cè)量范圍小；
除此之外還有：風(fēng)速達(dá)到一定值后，電流表示數(shù)不再變大，無法顯示風(fēng)速大�。�
當(dāng)風(fēng)速太小時(shí)，電流表示數(shù)變化不明顯，風(fēng)速儀精度不夠．
查表得最大只能測(cè)量5級(jí)風(fēng)．
故答案為：（1）變大；（2）風(fēng)壓板上所受到的壓力是為4N，此時(shí)的風(fēng)力為3級(jí)；（3）最大只能測(cè)量5級(jí)風(fēng)，測(cè)量范圍太�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律、壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用，能從圖表中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．