Question

如圖14-2-7所示是一種測定風作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細長金屬絲下面，O是懸點，R₀是保護電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與細金屬絲始終保持良好接觸.無風時，金屬絲與電阻絲在C點接觸，此時?示數為I₀；有風時金屬絲將偏轉一角度，角θ與風力大小有關.設風力方向水平向左，OC=h,CD=L，金屬球質量為m，電阻絲單位長度的阻值為k，電源內電阻和金屬絲電阻不計，金屬絲偏角為θ時，的示數為I′，此時風力為F.試寫出：

圖14-2-7

(1)F與θ的關系式.

(2)F與I′的關系式.

Answer 1

解析：(1)有風力時，對金屬球P，受力如圖所示

F=F₁·sinθ                                                                 ①

mg=F₁·cosθ                                                               ②

所以F=mgtanθ.                                                           ③

(2)無風時，電路中U=I₀(R₀+kL)                                          ④

有風時，電路中

U=I′(R₀-kL′)                                                           ⑤

L′=L-h·tanθ                                                            ⑥

由④⑤⑥解出F=(R₀+kL)·(I′-I₀).

答案：(1)F=mgtanθ  (2)F=(R₀+kL)·(I′-I₀)