Question

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分别在a，b两点时，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0 。

（3）166cm

【解析】

试题分析：当滑片P分别在a时，滑动变阻器全部接入电路，由于是串联电路，可以求出总电阻，知道总电压，根据，求出电路电流；电压表是测量滑动变阻器两端的电压，根据，求出滑动变阻器两端的电压；当滑片P分别在b点时，滑动变阻器没有接入电路，只有R₀接入电路，知道电源电压和阻值，根据，求出电路电流；电压表是测量滑动变阻器两端的电压，电压表示数为零；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；（1）由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器R串连接入电路，电阻R0起保护电路的作用。

（2）当滑片P分别在a时，总电阻：

电流表示数是：

电压表的示数是：

当滑片P分别在b时，电流表示数是：

由于电压表并到滑动变阻器两端，示数为零。

（3）小强测身高时：电路总电阻,

滑动变阻器接入电路的阻值R_Pb1=R_总1-R₀=12Ω-5Ω=7Ω；

滑动变阻器接入电路的电阻棒长度L_pb1=（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：

滑动变阻器接入电路的电阻R_Pb2=R_总2-R₀=10Ω-5Ω=5Ω，

滑动变阻器电阻棒接入电路的长度L_pb2=（5Ω/15Ω）×30cm =10cm，

小明身高h_小明=h+L_pb2=156cm+10cm=166cm

考点：欧姆定律的应用

点评：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．