（2007•仙桃）为了探究航天器返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响因素，小明同学设计了如图所示测定风力的装置．一根用合金制成的均匀、光滑的金属杆，其左端固定在绝缘

Question

（2007•仙桃）为了探究航天器返回舱穿过大气层时所受空气阻力（风力）的影响因素，小明同学设计了如图所示测定风力的装置．一根用合金制成的均匀、光滑的金属杆，其左端固定在绝缘体上．迎风板与弹簧的N端相连，且穿在金属杆上，弹簧是绝缘材料制成的，迎风板工作时始终正对着风吹来的方向，其所受的风力大小与弹簧的长度关系见下表．电路中左端导线与金属杆最左端的M点相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，电源电压为12V且保持不变，R的阻值为1.5Ω．当闭合开关S，无风时，弹簧不发生形变，电压表的示数为3V．求：

迎风板所受风力（N）	0	130	260	390	520
弹簧长度（cm）	50	40	30	20	10

（1）金属杆接入电路的最大电阻．
（2）金属杆单位长度的电阻．
（3）通过计算说明，电压表的表盘2V处应标明的对应风力是多少N？

Answer 1

（1）由于R与R₁串联，通过R的电流为：
I₁=(U−U1)/(R)=(12V−3V)/(1.5Ω)=6A，
R₁=(U1)/(I1)=(3V)/(6A)=0.5Ω．
答：金属杆接入电路的最大电阻为0.5Ω．
（2）单位长度的电阻为：(R1)/(L)=(0.5Ω)/(50cm)=10^-2Ω/cm．
答：金属杆单位长度的电阻为10^-2Ω．
（3）当电压表的示数为2V时，R上通过的电流为：
I₂=(U−U2)/(R)=(12V−2V)/(1.5Ω)=(20)/(3)A；
此时金属杆的电阻R₂=(U2)/(I2)＝(2V)/((20)/(3)A)=0.3Ω，
金属杆接入电路的长度L₁=(0.3Ω)/(10−2Ω/cm)=30cm；
查表可知：弹簧的长度为30cm时，迎风板所受的风力对应为260N；
答：电压表的表盘2V处应标明的对应风力为260N．