34.溫州地區(qū)常受臺風(fēng)侵襲,為測量風(fēng)速,小明設(shè)計了一臺簡易風(fēng)速儀,其工作原理如圖甲所示。裝有擋風(fēng)板和滑片P的輕質(zhì)滑塊與輕質(zhì)彈簧套在滑桿MN上,彈簧左端固定,右端與滑塊相連。擋風(fēng)板的擋風(fēng)面積為0.2米
2,均勻電阻絲AB長為20厘米,阻值為10歐,電源電壓U
0恒為6伏,保護(hù)電阻R
0為14歐,電壓表量程0~3伏。彈簧彈力F與彈簧長度改變量x的關(guān)系如圖乙所示。無風(fēng)時,滑片P在A處,有風(fēng)時,滑塊移動,穩(wěn)定后讀出電壓表示數(shù),計算并查閱下表數(shù)據(jù)可知風(fēng)速及風(fēng)級。
風(fēng)級 |
一級 |
二級 |
三級 |
四級 |
五級 |
六級 |
風(fēng)速v(米/秒) |
0.3~1.5 |
1.6~3.3 |
3.4~5.4 |
5.5~7.9 |
8.0~10.7 |
10.8~13.8 |
風(fēng)壓p(帕) |
0.055~1.4 |
1.6~6.8 |
7.2~18 |
18.9~39 |
40~72 |
72.9~119 |
表中風(fēng)壓p是指與風(fēng)向垂直的受風(fēng)面上單位面積增加的壓力(即單位面積受到的風(fēng)力)。測量時保證風(fēng)垂直吹在擋風(fēng)板上,不計一切摩擦阻力。
(1)在滑片P左移的過程中,電路的總電阻
。(選填“變大”、“不變”或“變小”)
(2)當(dāng)電壓表示數(shù)U為2伏時,風(fēng)速儀所測的風(fēng)為幾級?(寫出計算過程)
(3)小明想在風(fēng)速儀的電壓表上直接標(biāo)出風(fēng)速,查閱資料后獲知該擋風(fēng)板所受的風(fēng)力與風(fēng)速的平方成正比。經(jīng)計算,他畫出了風(fēng)速v與電壓表示數(shù)U的關(guān)系曲線,如圖丙所示。后因保護(hù)電阻R
0損壞,他將其換成了阻值為5歐的電阻,請你在圖丙坐標(biāo)系中大致畫出更換電阻后的風(fēng)速v與電壓表示數(shù)U的關(guān)系曲線,并在曲線上標(biāo)出所能測量的最大風(fēng)速的對應(yīng)點Q。