一道初三的物理题 咸阳中考题，特别是第一问，解析要详细

Question

张红和李明两同学分别设计了如图中甲、乙所示的风力测量仪．所用器材相同，已知电源电压为U0=3V保持不变，电路保护电阻阻值为R1=2Ω，线状均匀电阻丝的全电阻阻值为R2=3Ω，木球用金属丝悬挂于

O点，O点接入电路．且金属丝和线状电阻丝接触良好．无风时，金属丝刚好竖直接触于电阻丝最右端．（金属丝电阻和质量不计） （1）对于甲电路，风力增大，电压表示数________（选填“增大”、“减少”或“不变”），对于乙电路，风力增大，电压表示数________（选填“增大”、“减少”或“不变”）；所以选择________（选填“甲”或“乙”）电路比较好
（2）无风时，甲、乙两电路中的电压表示数分别是多大？（3）对其中某一电路而言，风力和电压表示数是正比关系，且最大能测的风力已知为Fm=0.5N（此时金属丝摆到电阻丝最左端）．求该电路电压表示数为U时对应的风力F的大小表达式（F≤Fm）．

Answer 1

(1)减少 增大 乙
解析：甲中，风力增大，连入电路中的电阻减少，总电压一定，则电流增大；又有保护电阻数值一定，电流增大，分得的电压增大；总电压减去保护电阻的电压即为电压表示数，则示数减少。
乙中，连入电路中的电阻不变，电流一定，风力增大时，电压表所测电阻部分增大，电压等于电流乘以电阻，则电压表示数就增大。
（2）甲1.8V 乙0V

Answer 2

（1）减少 增大 乙
（2）1.8 0
（3）F=5/6U
先看结果对不对

Answer 3

分析：（1）对于甲电路，电阻丝与保护电阻串联，电压表测量的是接入电路部分电阻丝两端的电压，随着风力的增大，接入电路部分的电阻在减小，根据欧姆定律可知电路电流的变化，进而求出电压表示数的变化；
对于乙电路，电阻丝与保护电阻串联，电阻丝全部接入电路，随着风力的增大，电压表所测量的电阻在变大，电路电流不变，根据欧姆定律可知电压表示数的变化．
（2）无风时，对于甲电路，两电阻串联，电压表测量电阻丝两端的电压，根据欧姆定律可求电路电流，进一步求出电阻丝两端的电压；
无风时，对于乙电路，两电阻串联，电压表所在电路电阻丝的电阻为0，所以电压表示数为0．
（3）风力和电压表示数正比关系的电路是乙电路，根据欧姆定律求出风力最大时电压表的示数，再根据正比关系列出等式求出表达式．
解答：（1）对于甲电路，随着风力的增大，接入电路部分的电阻在保护电阻两端的电压在变大，电压表示数在变小，根据欧姆定律可知电路电流在变大，保护电阻两端的电压在变大，电压表示数在变小；
对于乙电路，随着风力的增大，电压表所测量的电阻在变大，电路电流不变，根据欧姆定律可知电压表示数在变大，随着风力的变大电压表示数变大，这个电路比较好．
故答案为：减小；增大；乙．
（2）无风时，对于甲电路，I甲=U0 R1+R2 =3V 2Ω+3Ω =0.6A，电压表示数U甲=I甲R2=0.6A×3Ω=1.8V，
对于乙电路，电压表所在电路电阻丝的电阻为0，所以电压表示数为0V．
答：无风时，甲、乙两电路中的电压表示数分别是1.8V和0V．
（3）此电路是乙电路，当风力最大时，电压表对应的读数Um=U0 R1+R2 ×R2=0.6A×3Ω=1.8V，
由于风力和电压表的读数是正比关系，所以
Fm Um =F U =0.5N 1.8V ，
整理得：F=5 18 U．
点评：本题考查电流、电压的计算，以及风力和电压的表达式，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是分析两个电路图的连接情况以及风力与电压的关系．