（2006•南通）小明同学设计的“风力测量仪”在校科技节上备受师生们的青睐．“风力测量仪”的原理如图所示．电源电压恒为6V，R0为保护电阻，AB是一根长为30cm、阻值为30Ω的均匀电阻丝

Question

（2006•南通）小明同学设计的“风力测量仪”在校科技节上备受师生们的青睐．“风力测量仪”的原理如图所示．电源电压恒为6V，R₀为保护电阻，AB是一根长为30cm、阻值为30Ω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1N的小球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，小球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电压表示数为3V．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，求：
（1） R₀的阻值；
（2）无风时电压表的示数；
（3）在水平风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，电压表示数为2V．作出F_风的力臂，并求出F_风的大小．

Answer 1

（1）I＝(UAB)/(RAB)＝(3V)/(30Ω)＝0.1A
R0＝(U0)/(I)＝(6V−3V)/(0.1A)＝30Ω
（2）当无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触，连入电阻为0，所以电压表的示数为0；
（3）如右图
RBC＝ (UBC)/(I) ＝(2V)/(0.1A)＝20Ω
BC=20Ω×(30cm)/(30Ω)=20cm
∵F₁L₁=F₂L₂
∴F_风=L_G×(G)/(L风)=20cm×(1N)/(10cm)=2N
答：（1） R₀的阻值是30Ω；
（2）无风时电压表的示数为0；
（3）F_风的大小是2N