问题
计算题
如图所示为某同学设计的“风力测试仪”的原理图，电路的保护电阻R0为10Ω，AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝，OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2N的球P，闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝B端接触，此时电流表的示数为0.1A；有风时，球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转．已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm．金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，电源电压恒定．求：
（1）电源电压；
（2）若金属细杆OP绕悬挂点O偏转到距离电阻丝的A端4cm处，此时电流表的示数是多少安；
（3）在风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，作出球P所受风力F风的力臂，并求出F风的大小．
答案
解：（1）无风时，R0与RAB串联，电流表测电路中的电流，电源的电压：
U=I0（R0+RAB）=0.1A×（10Ω+50Ω）=6V
（2）∵AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝
∴金属细杆OP绕悬挂点O偏转到距离电阻丝的A端4cm处，接入电路的电阻
R=
×4cm=10Ω
电流表的示数
I=
=
=0.3A
（3）球P所受风力F风的力臂，如下图所示：
∵△ABO∽△PEO；
∴
=
∴
=
=
=
∵金属细杆OP平衡，以O为支点；则根据杠杆平衡条件可得：
F风=
G=
G=×2N=4N
