利用電學(xué)方法可以測量水流對小球的作用力的大?。畧D中質(zhì)量為m的小鉛球用一根金屬絲系于O點.開始時水不流動,小球在豎直方向保持靜止.若水開始流動,則小鉛球?qū)⒃谒鞯耐苿酉孪蜃髷[動一定的角度θ.水流的速度越大,θ也越大.為了測定水流對小鉛球推力F的大小,在水平方向固定了一根長L的電阻絲BC,其C端在懸點O的正下方,OC相距h.BC與懸掛小鉛球的金屬絲接觸點為D,接觸良好,不計接觸點的摩擦和金屬絲的電阻.現(xiàn)有一個電動勢為E、內(nèi)電阻不計的電源和一只理想電壓表,試將這些器材連接成測量F的電路,并要求水流的推力F越大時,電壓表的示數(shù)也越大.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/42a98226cffc1e17c5b116b24990f603738de923.jpg)
(1)接線圖畫在圖上.(連接線必須接在圖中各個小圓點上)
(2)設(shè)小球穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)為U,試求水流對小鉛球的推力F.
(1)如圖所示;
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/908fa0ec08fa513d59a4f65d3e6d55fbb2fbd923.jpg)
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,有
= ①
根據(jù)電阻定律,有
= ②
對小球受力分析,受水的推力F、細(xì)線的拉力T和重力G,如圖
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/37d3d539b6003af390b446e3362ac65c1038b623.jpg)
根據(jù)共點力平衡條件,有
F=mgtanθ ③
其中
tanθ=
④
由①②③④解得
F=?U即水流對小鉛球的推力F為
?U.