Question

為參加全國青少年創(chuàng)新大賽，小強運用電學知識設計了一個電子身高測量儀，如圖所示，其中，電源電壓恒為6V，定值電阻R₀=5Ω； R是一只固定著的、豎直放置的硬電阻棒，總長為30cm，總電阻為15Ω，其接入電路的電阻與接入電路的棒長成正比；金屬棒cd和MP（右端P是滑片）與電路接觸良好，電阻不計。

（1）  定值電阻R₀在電路中的作用是_____________。
（2）  當滑片P分別在a，b兩點時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為多少？
（3）  小強和小明分別用該測量儀測量時，電流表的示數(shù)分別為0.5A和0.6A，已知小強的身高為170cm，則小明的身高為多少？

Answer 1

（1）保護電路
（2）a點時，電流表示數(shù)0.3A，電壓表示數(shù)4.5V；
b點時，電流表示數(shù)1.2A，電壓表示數(shù)0 。
（3）166cm

解析試題分析：當滑片P分別在a時，滑動變阻器全部接入電路，由于是串聯(lián)電路，可以求出總電阻，知道總電壓，根據(jù)，求出電路電流；電壓表是測量滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)，求出滑動變阻器兩端的電壓；當滑片P分別在b點時，滑動變阻器沒有接入電路，只有R₀接入電路，知道電源電壓和阻值，根據(jù)，求出電路電流；電壓表是測量滑動變阻器兩端的電壓，電壓表示數(shù)為零；由歐姆定律求出小強測身高時電路的總電阻，由串聯(lián)電路的特點求出滑動變阻器接入電路的電阻值，然后求出滑動變阻器電阻棒接入電路的長度，再求出滑動變阻器下端距地面的高度；由歐姆定律求出小明測身高時電路的總電阻，由串聯(lián)電路特點求出滑動變阻器接入電路的阻值，然后求出滑動變阻器接入電路的電阻棒的長度，最后求出小明的身高；（1）由電路圖可知，電阻R0與滑動變阻器R串連接入電路，電阻R0起保護電路的作用。
（2）當滑片P分別在a時，總電阻：
電流表示數(shù)是：
電壓表的示數(shù)是：
當滑片P分別在b時，電流表示數(shù)是：
由于電壓表并到滑動變阻器兩端，示數(shù)為零。
（3）小強測身高時：電路總電阻,
滑動變阻器接入電路的阻值R_Pb1=R_總1-R₀=12Ω-5Ω=7Ω；
滑動變阻器接入電路的電阻棒長度L_pb1=（7Ω/15Ω）×30cm=14cm；
滑動變阻器b端到地面高h=170cm-14cm=156cm
小明測身高時電路總電阻：
滑動變阻器接入電路的電阻R_Pb2=R_總2-R₀=10Ω-5Ω=5Ω，
滑動變阻器電阻棒接入電路的長度L_pb2=（5Ω/15Ω）×30cm =10cm，
小明身高h_小明=h+L_pb2=156cm+10cm=166cm
考點：歐姆定律的應用
點評：求小明的身高是本題的難點，熟練應用串聯(lián)電路特點及歐姆定律、求出電阻棒接入電路的長度是正確解最后一問的關鍵．