如甲图所示是某小组同学制作的一个风力测试仪。电源电压为4V，R1=10Ω，R2=30Ω，R2是粗细均匀的电阻丝，木球用金属丝（电阻不计）悬挂于A点，A点接入电路

题型：黑龙江省期末题难度：来源：

如甲图所示是某小组同学制作的一个风力测试仪。电源电压为4V，R₁=10Ω，R₂=30Ω，R₂是粗细均匀的电阻丝，木球用金属丝（电阻不计）悬挂于A点，A点接入电路且金属丝与线状电阻R₂接触良好，无风时金属丝刚好接触于电阻丝最右端。电阻丝R₂接入电路的电阻与小球所能承受风力F的关系如图乙所示。
（1）分析R₁的作用。
（2）请通过计算得出风力为0N、720N时，电压表的示数。并在电压表表盘（图丙）上标出风力为0N、720N的刻度位置。
（3）小组的同学认为此装置存在一些不足，于是他们利用现有的器材对此装置进行了改进（图丁）所示。针对甲图装置的不足请你对他们改进的电路进行合理评价（至少写出两条）。
（4）请你对改进后的装置在制作或使用过程，应注意的问题提出两条合理的建议。

答案

（1）分析R₁的作用是保护电路，防止风力过大时，电路短路，损坏电源。
（2）
当F＝0时，由图乙得R₂＝30Ω，U₁／U₂＝R₁／R₂；（U-U₂）／U₂＝R₁／R₂，（4V-U₂）／U₂＝10Ω／30Ω； U₂＝3V；
当F＝720N时，由图乙得R₂＝0Ω， U₂＝0V
在丙图3V和0V位置分别标出0N和720N。如图（两个答案：选0―3V或0―15V的量程都可以）。（3）评价：
①改进后的方案，当风力增强时，电压表示数变大，符合人们的认知习惯。
②无论风力大小，电路消耗的总功率较小，节约电能。
③电压表的示数与风力的变化成正比，示数均匀。
（合理即可，任选两条即可）
（4）建议：
①电压表选用小量程，当风力变化较小时时，其示数变化明显，便于观察
②电源电压、R₁、R₂及电压表的量程配置要合理，防止风力过大时，损坏电路；
③将小球换成面积较大轻质挡风板，使风力测试仪更加灵敏。
④使用时，其朝向要正确。
⑤保证金属丝与R₂接触良好且摩擦较小。
（合理即可，任选两条即可）