第 34 题⚡ 动态版
温州地区常受台风侵袭。为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片 P 的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆 MN 上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为 0.2 米 2{ }^{2} ,均匀电阻丝 AB 长为 20 厘米,阻值为 10 欧,电源电压 U0\mathrm{U}_{0} 恒为 6 伏,保护电阻 R0\mathrm{R}_{0} 为 14 欧,电压表量程 030 \sim 3 伏。弹簧弹力 F 与弹簧长度改变量 x 的关系如图乙所示。无风时,滑片 P 在 A 处。有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级一级二级三级四级五级六级
风速 v (米/秒)0.31.50.3 \sim 1.51.63.331.6 \sim 3.333.45.43.4 \sim 5.45.57.95.5 \sim 7.98.010.78.0 \sim 10.710.813.810.8 \sim 13.8
风压 p (帕)0.0551.40.055 \sim 1.41.66.81.6 \sim 6.87.2187.2 \sim 1818.93918.9 \sim 39407240 \sim 7272.911972.9 \sim 119
表中风压 p 是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。
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(1)在滑片 P 左移的过程中,电路的总电阻 ____。(选填"变大"、"不变"或"变小") (2)当电压表示数 UU 为 2 伏时,风速仪所测的风为几级?(写出计算过程) (3)小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算,他画出了风速 v 与电压表示数 U 的关系曲线,如图丙所示。后因保护电阻 R0\mathrm{R}_{0} 损坏,他将其换成了阻值为 5 欧的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速 v 与电压表示数 U 的关系曲线,并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点 Q 。
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