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  • 1. (2019·温州) 温州地区常受台风侵袭。为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2 , 均匀电阻丝AB长为20厘米,阻值为10欧,电源电压U0恒为6伏,保护电阻R0为14欧,电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处。有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。

    风级

    一级

    二级

    三级

    四级

    五级

    六级

    风速v(米/秒)

    0.3~1.5

    1.6~3.33

    3.4~5.4

    5.5~7.9

    8.0~10.7

    10.8~13.8

    风压p(帕)

    0.055~1.4

    1.6~6.8

    7.2~18

    18.9~39

    40~72

    72.9~119

    表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。

    1. (1) 在滑片P左移的过程中,电路的总电阻 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
    2. (2) 当电压表示数U为2伏时,风速仪所测的风为几级?(写出计算过程)
    3. (3) 小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算,他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线,如图丙所示。后因保护电阻R。损坏,他将其换成了阻值为5欧的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线,并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。

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