题目

为了探究航天器返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响因素，小明同学设计了如图23所示测定风力的装置。一根用合金制成的均匀、光滑的金属杆，其左端固定在绝缘体上。迎风板与弹簧的N端相连，且穿在金属杆上，弹簧是绝缘材料制成的，迎风板工作时始终正对着风吹来的方向，其所受的风力大小与弹簧的长度关系见下表。电路中左端导线与金属杆最左端的M点相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，电源电压为12V且保持不变，R的阻值为1.5Ω。当闭合开关S，无风时，弹簧不发生形变，电压表的示数为3V。 求：⑴金属杆接入电路的最大电阻。⑵通过计算说明，电压表的表盘2V处应标明的对应风力是多少牛顿？ （6分） 迎风板所受风力（N） 0 130 260 390 520 弹簧长度（cm） 50 40 30 20 10 答案： (1)由于R与R1串联，通过R的电流为： I1＝＝＝6A┅┅┅（1分）   R1＝＝＝0.5Ω┅┅┅（1分）                                          (2)当电压表的示数为2V时，R上通过的电流为： I2＝＝＝A┅┅┅（1分） 此时金属杆的电阻R2＝＝0.3Ω┅┅┅（1分）       金属杆接入电路的长度L1＝＝30cm┅┅┅（1分）       查表可知：弹簧的长度为30 cm时，迎风板所受的风力对应为260N，电压表的表盘2V处应标明的对应风力为260N┅┅┅（1分） 说明：其他正确解法，可参照本标准给分。

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