Question

【题目】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，电源电压恒为6V，定值电阻R0=5Ω； R是一只固定着的、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；金属棒cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。

（1）定值电阻R0在电路中的作用是_____________。

（2）当滑片P在a点时，电流表和电压表的示数分别为多少？

（3）小强和小明分别用该测量仪测量时，电流表的示数分别为 0．5A和 0．6A，已知小强的身高为 170cm，则小明的身高为多少？

Answer 1

【答案】（1）保护电路；（2）a点时，电流表示数0．3A，电压表示数4．5V；b点时，电流表示数1．2A，电压表示数0V；（3）小明的身高为166cm

【解析】

试题分析：（1）由电路图可知，电阻R0 在电路起保护电路的作用；

（2）当滑片位于a点时，定值电阻与电阻棒的最大电阻串联，电压表测电阻棒两端的电压，电流表测电路中的电流，因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以电流表的示数：Ia =U/R0+R=6V/5Ω+15Ω=0．3A，

电压表的示数：Ua =Ia Ra =0．3A×15Ω=4．5V；

当滑片位于b点时，电路为R0 的简单电路，电压表被短路即电压表的示数为0，

电流表的示数：I′=U/R0=6V/5Ω=1．2A；

（3）小强测身高时，电路总电阻：R总1 =U/I1=6V/0．5A=12Ω，

滑动变阻器接入电路的阻值：RPb1 =R总1 -R0 =12Ω-5Ω=7Ω，

滑动变阻器接入电路的电阻棒长度：Lpb1 =7Ω/15Ω×30cm=14cm，

滑动变阻器b端到地面高：h=170cm-14cm=156cm，

小明测身高时电路总电阻：R总2 =U/I2=6V/0．6A=10Ω，

滑动变阻器接入电路的电阻：RPb2 =R总2 -R0 =10Ω-5Ω=5Ω，

滑动变阻器电阻棒接入电路的长度：Lpb2 =5Ω/15Ω×30cm=10cm，

小明身高：h小明 =h+Lpb2 =156cm+10cm=166cm．