题目内容
【题目】小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,用来测量同学们的身高,如图所示,其中定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的长度为100cm、规格为“15Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.5A。
(1)当被测同学的身高越高时,电压表的示数_____,电流表的示数_____。(选填“越大”、“越小”或“不变”)
(2)若被测量同学的身高为2m时,滑动变阻器的滑片刚好位于最上端,则此时电压表时示数为_____V;当电压表的示数为1.5V时,被测同学的身高应_____1m(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)若被测量同学的身高越高时,测量仪消耗电能越_____(选填“快”或“慢”)。
【答案】变大 变小 3 大于 慢
【解析】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图知,当人体身高增高时,滑片上移,R2接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由I=可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大;
(2)滑片在最上端时,R2连入阻值为它的最大值,由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流,I=,此时R1两端电压:U1=IR1=0.2A×5Ω=1V,所以电压表的示数:UV=U2=U﹣U1=4V﹣1V=3V;当电压表的示数为1.5V时,R1两端电压:U1′=U﹣UV′=4V﹣1.5V=2.5V,电路中电流:I′=I2′=I1′=,此时R2连入阻值:R2=3Ω,R2连入长度:L=20cm,所以未连入长度为:100cm﹣20cm=80cm,当身高为2m时,滑动变阻器的滑片刚好位于最上端,所以此时被测人身高为:2m﹣0.8m=1.2m。即身高应大于1m;
(3)根据(1)知当人体身高越高时,R2接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,根据P=知电路的总功率越小,测量仪消耗电能越慢。
【题目】小明从实验室得到一个压敏电阻Rx,为探究其特性,设计了如图(a)所示的电路图,他选用电压恒为4.5V的电源,规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器。实验时,他在压敏电阻上放置一个质量可忽略不计的托盘,向托盘内加入不同质量的砝码以改变对压敏电阻的压力,并调节滑动变阻器,控制电压表的示数始终为3V不变,读出相应的电流值。
(1)请根据电路图(a),用笔画线代替导线,连接实物图(b)。(电压表量程选用0~3V,电流表量程选用0~0.6A)。
(_______)
(2)连接好电路后,把滑动变阻器的滑片P移至A端,闭合开关进行试通电(托盘中未放置砝码),发现两表指针偏转情况如图(c)所示,小明接下来的操作应该是_____。
(3)在解决问题后,小明进行实验。下面是他记录实验数据的表格。
U=3V | |||||||||||
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
质量m/g | 0 | 200 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | |
电流I/A | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.35 | 0.40 | 0.45 | ||
电阻Rx/Ω | 150 | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 8.57 | 7.5 | 6.67 |
(4)完成第1次实验后,当小明向托盘内放200g砝码时,为保持电压表的示数不变,他应将滑动变阻器的滑片P在第1次实验的基础上向_____(A/B)端移动适当距离。
(5)第7次实验时电流表的示数如图(d)所示,请在表中填写电流和相应的电阻值。_____,______ 。
(6)在得到该压敏电阻的特性规律后,小明利用该压敏电阻制作一个测质量的电子秤,他选用电压表作为电子秤的显示装置。
①如图(e)所示为小明设计的电子秤的电路图,其中Rx为该压敏电阻,R0为定值电阻。为使托盘内的物体质量越大,电压表的示数也越大,他应将电压表并联在_____(Rx/R0)两端。
②已知图(e)中电源电压保持4.5V不变,托盘的质量不计,为使托盘中放置的物体的质量为1.6kg时电压表的示数为3V,定值电阻R0应取_____Ω,当电压表的示数为.5V时,托盘内的物体质量为_____g。