下列某同學設計的測風速的裝置

A. 一位同學設計了一個風力測定儀,如圖所示,O是轉動軸,OC是金屬桿,下面連接著一塊受風板，無風時OC是豎直的

首先注意最後一指歲個問題的要滲逗坦求「若要提高該裝置反映風力大小的性能」原題意可知通過燈泡的明亮程度便可以「粗略」反應，所以我們要提高反映的性能就必須給出一個能具體顯示可讀取並可以比較的指標。
在電路中接入電流表(通過電流表的示數叢桐可以體現出風力的大小,風大,示數大)

B. 張林同學設計了一個風速儀，圖甲是它的原理示意圖．定值電阻R0=10Ω歐，Rl是壓力感測器（其電阻值會隨所

（1）在電路中連入R₀的目的是保護電路，防止電路發生短路；
（耐首2）R_串=

U

I

=

3V

0.15A

=20Ω，
R₁=R_串-R₀=20Ω-10Ω=10Ω；
查圖乙得風壓板上所受到的壓力：
F=16N，
p=

F

s

=

16N

0.4m2

=40Pa，
查表得風速：
v=8m/s；
（3）當R_l=0Ω，查圖乙得風壓板上所受到的壓力為F_大=24N，
最大風壓：
p_大=

F大

s

=

24N

0.4m2

=60Pa，
查表得最大隻能測量5級風．
故答案為：（1）防止電路發生短路；
（2）風壓板上所受到的壓力是16N，此時的風速為8m/s；
（昌侍數3）談悉最大隻能測量5級風．

C. 如圖所示為小明同學設計的「風力測試儀」。o為轉動軸,p為金屬球,op為金屬桿,a

（1）因電壓表的內阻很大、在電路中相當於斷路，
所以，滑片的移動不能改變電路中的電流，但可以改變電壓表所測電阻的阻值，
當風力變化時，電路中的總電阻不變，電路中的電流不變，燈泡的實際功率不變，而電壓表的示數變化，
所以，該裝置通過觀察電壓表的示數來判斷風力的大小；
（2）無風時，電壓表被短路，示數為0V；
（3）由（1）的分析可知，滑片的移動不能改變電路中的電阻，即電路中的電流不變，
所以，不能在電路中串聯接入一個電流表，通過觀察電流表的示數來判斷風力的大小．
答：（1）電壓表的示數；
（2）無風時，電壓表被短路，示數為0V；
（3）不行，因為電路中電流大小不變．

D. 為了測定風速的大小，小明設計了四種裝置，如圖所示．圖中探頭、金屬桿和滑動變阻器的滑片P相連，可上下

A、當風速增大時，彈簧被壓縮，滑片下移，而不是上移，故與題干要求不符，故A錯誤；
B、當風速增大時，彈簧被壓縮，滑片下移，即滑動變阻器接入電路的阻值變大，根據串聯電路分壓的特點可知，滑動變阻器兩端電壓變大，則定值電阻兩端電壓減小，即電壓表示數變小，故B錯誤；
C、當風速增大時，彈簧被拉伸，滑片上移，即滑動變阻器接入電路的阻值變小，根據串聯電路分壓的特點可知，滑動變阻器兩端電壓變小，即電壓表示數變下小，故C錯誤；
D、當風速增大時，彈簧被拉伸，滑片上移，即滑動變阻器接入電路的阻值變小，根據串聯電路分壓的特點可知，滑動變阻器兩端電壓變小，則定值電阻兩端電壓增大，即電壓表示數變大，故D正確．
故選D．

E. 物理：設計風力測定儀

一位同學設計了一個風力測定儀，如圖所示，O是轉動軸，OC是金屬桿，下面連接著一塊受風板．無風時OC是豎直的，風越強，OC桿偏轉的角度越大。AB是一段圓弧形電阻，P點是金屬桿與圓弧形電阻相接觸的點，電路中接有一個小燈泡，測風力時，閉合開關S即可。
通過分析可知：金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當於一個{相當於一個滑動變阻器}
電路中接一個小燈泡，測風力時，閉合開關S 通過觀察燈泡的亮度。粗略的反應風力的大小。這種設計所運用的物理思想方法是{轉換}法？
轉換法補充說明：將某些不易顯示、不易直接測量的物理量轉化為易於顯示、易於直接測量的物理量的方法稱為轉換法（間接測量法）。轉換法是物理實驗中常用的方法。例如，測力計是把力的大小轉化為彈簧的伸長量；打點計時器是把流逝的時間轉換成振針的周期性振動；電流表是利用電流在磁場中受力，把電流轉換成指針的偏轉角；還有一些物理量不能由儀器直接測量，這時可利用待測量和可直接測量的基本物理量之間的關系，將待測量物理量的測量轉換為基本物理量的測量。

F. 小明同學設計了如圖所示測定風力的裝置．一根用合金製成的均勻、光滑的金屬桿，其左端固定在絕緣體上．迎

由題意知，已知風速轎雹消一定時迎風板受到風的壓力與迎肆則風板的面積之比，且二者之間成正比，即迎風板的面積越大，其所受壓力也越大，由壓強的公式p=

F

S

可知，在風速不變的情況下，增大迎風板的面積，壓力也隨之增大，即二者同時成倍增大，故閉知壓強的大小不變．
故答案為：不變．

G. 一位同學設計了一個風力測定儀，如圖所示，O是轉動軸，OC是金屬桿，下面連接著一塊受風板，無風時以OC是

因為風一吹，OC桿能夠在AB段圓弧形電阻上滑動，改變了電阻接入電路的長度，從而改變了電阻，所以金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當於一個滑動變阻器；
風越大，OC桿偏轉雀團的角度越大，圓弧形電阻接入電路的電阻越小，電流越大，小燈泡的亮度越亮；
對受風仿明板受力分析，受重力、風力和拉力，根據平衡條件，有：F=mgtanθ；
故電壓或備歲告電流與風力是一一對應的關系，故可以加電流或電壓表來准確測定分力；
故答案為：滑動變阻器，串聯一個電流表（或與燈並聯一個電壓表）．

H. 小明同學設計了一個風速儀，圖甲是它的原理示意圖．定值電阻R0=15Ω，Rl 是壓力感測器（其電阻值會隨所受

（1）由圖乙所示圖象可知，風力增大，壓力感測器電阻減小，電路總電阻減小，電源電壓不變，由歐姆定律可知電路電流增大，電流表示數增大．
（2）∵I=

U

R

，
∴R_串=

U

I

=

6V

0.15A

=40Ω，
R₁=R_串-R₀=40Ω-15Ω=25Ω；
查圖乙得風壓板上所受到的壓力：
F=4N，
p=

F

S

=

4N

0.4m2

=10Pa，
查表可知，風力為3級．
（3）當R_l=0Ω，查圖乙得風壓板上所受到的壓力為F_大=24N，
最大風壓：p_大=

F最大

S

=

24N

0.4m2

=60Pa，
查表得最大隻能測量5級風，此風速儀最大隻能測5級風，測量范圍小；
除此之外還有：風速達到一定值後，電流表示數不再變大，無法顯示風速大小；
當風速太小時，電流表示數變化不明顯，風速儀精度不夠．
查表得最大隻能測量5級風．
故答案為：（1）變大；（2）風壓板上所受到的壓力是為4N，此時的風力為3級；（3）最大隻能測量5級風，測量范圍太小．