题目内容
【题目】为了参加全国青少年创新大赛,小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.
(1)R1在电路中的作用是 .
(2)当被测身高增加时,电流表的示数 ,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)当变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω时,电流表的示数为 A.
(4)为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是多少?
【答案】(1)保护电路;(2)变小;变大;(3)0.4;(4)4Ω~10Ω.
【解析】
试题分析:由图可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流,
(1)由图可知,当滑动变阻器滑片滑到最底端时,滑动变阻器连入电路阻值为0,故R1可以防止整个电路发生短路而烧坏电流表,即R1的作用为保护电路;
(2)当被测身高增加时,滑动变阻器接入电阻增大,总电阻增大,由欧姆定律可知电路中电流减小,R1两端的电压减小,由串联电路的电压规律可知电压表示数变大;
(3)由串联电路的电阻特点可知,当变阻器R2接入电路的阻值是6.25Ω时,电路中总电阻R=R2+R1=5Ω+6.25Ω=11.25Ω,
由欧姆定律可得电路中电流:
I===0.4A;
(4)根据变阻器规格和电流表量程可知电路允许通过的最大电流I=0.5A,
此时电路总电阻:R总===9Ω,
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,R滑最小=R总﹣R1=9Ω﹣5Ω=4Ω;
由串联电路特点知,当电压表最大示数为3V时滑动变阻器接入电路的阻值最大,
此时电阻R1的电压U1=U﹣U滑=4.5V﹣3V=1.5V,
电路电流I′===0.3A,
滑动变阻器接入电路的阻值:R滑最大===10Ω;
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω≤R滑≤10Ω;
故答案为:(1)保护电路;(2)变小;变大;(3)0.4;(4)4Ω~10Ω.