Question

（2013?兰州一模）为参加全国青少年创新大赛，小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪，如图所示．其中定值电阻R₀=5Ω，电源电压恒为4.5V，R是固定的、竖直放置的硬电阻棒、总长为30cm，总电阻为15Ω，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比，金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计．
（1）R₀在电路中的作用是

保护电路

．
（2）当被测身高增加时，电压表的示数

变大

（变大/变小/不变）．
（3）小强和小明分别用该测量仪测量时，电流表示数分别为0.3A和0.5A，已知小强的身高为170cm，则小明的身高为多少？

Answer 1

分析：（1）由电路图可知，电阻R₀与滑动变阻器R串联接入电路，电阻R₀起保护电路的作用．
（2）分析升高增加时，滑片P的移动方向，判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，由串联电路特点判断电压表示数如何变化．
（3）由欧姆定律求出小强测身高时电路的总电阻，由串联电路的特点求出滑动变阻器接入电路的电阻值，然后求出滑动变阻器电阻棒接入电路的长度，再求出滑动变阻器下端距地面的高度；由欧姆定律求出小明测身高时电路的总电阻，由串联电路特点求出滑动变阻器接入电路的阻值，然后求出滑动变阻器接入电路的电阻棒的长度，最后求出小明的身高．

解答：解：（1）由电路图可知，电阻R₀在电路起保护电路的作用．
故答案为：保护电路．
（2）由电路图可知，电压表测滑动变阻器两端电压，被测身高增加时，
滑动变阻器电阻棒接入电路的长度增加，滑动变阻器接入电路的阻值变大，
滑动变阻器的分压变大，因此电压表示数变大．
故答案为：变大．
（3）小强测身高时：电路总电阻R_总1=

U

I1

=

4.5V

0.3A

=15Ω，
滑动变阻器接入电路的阻值R_Pb1=R_总1-R₀=15Ω-5Ω=10Ω，
滑动变阻器接入电路的电阻棒长度L_pb1=

10Ω

15Ω

×30cm=20cm，
滑动变阻器b端到地面高h=170cm-20cm=150cm，
小明测身高时电路总电阻：R_总2=

U

I2

=

4.5V

0.5A

=9Ω，
滑动变阻器接入电路的电阻R_Pb2=R_总2-R₀=9Ω-5Ω=4Ω，
滑动变阻器电阻棒接入电路的长度L_pb2=

4Ω

15Ω

×30cm=8cm，
小明身高h_小明=h+L_pb2=150cm+8cm=158cm．
答：小明身高时158cm．

点评：本题考查了定值电阻的作用、电路的动态变化，即电压表示数如何变化、求小明升高，分析清楚电路结构是正确解题的前提；求小明的身高是本题的难点，熟练应用串联电路特点及欧姆定律、求出电阻棒接入电路的长度是正确解最后一问的关键．