Question

【題目】為參加全國青少年創新大賽，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在a點時，電流表和電壓表的示數分別為多少？

（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

【答案】（1）保護電路；（2）a點時，電流表示數0．3A，電壓表示數4．5V；b點時，電流表示數1．2A，電壓表示數0V；（3）小明的身高為166cm

【解析】

試題分析：（1）由電路圖可知，電阻R0 在電路起保護電路的作用；

（2）當滑片位于a點時，定值電阻與電阻棒的最大電阻串聯，電壓表測電阻棒兩端的電壓，電流表測電路中的電流，因為串聯電路中的總電阻等于各分電阻之和，所以電流表的示數：Ia =U/R0+R=6V/5Ω+15Ω=0．3A，

電壓表的示數：Ua =Ia Ra =0．3A×15Ω=4．5V；

當滑片位于b點時，電路為R0 的簡單電路，電壓表被短路即電壓表的示數為0，

電流表的示數：I′=U/R0=6V/5Ω=1．2A；

（3）小強測身高時，電路總電阻：R總1 =U/I1=6V/0．5A=12Ω，

滑動變阻器接入電路的阻值：RPb1 =R總1 -R0 =12Ω-5Ω=7Ω，

滑動變阻器接入電路的電阻棒長度：Lpb1 =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：R總2 =U/I2=6V/0．6A=10Ω，

滑動變阻器接入電路的電阻：RPb2 =R總2 -R0 =10Ω-5Ω=5Ω，

滑動變阻器電阻棒接入電路的長度：Lpb2 =5Ω/15Ω×30cm=10cm，

小明身高：h小明 =h+Lpb2 =156cm+10cm=166cm．