题目内容

图14是小明设计的一个简易“电子身高测量仪”的示意图.其中,电源电压恒为6V,保护电阻R0=20Ω;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40cm,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.小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据见下表.若已知小英测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置.根据题中提供的信息,解决下列问题:

(1)电阻棒的总电阻有多大?

(2)通过计算求出小聪或者小亮的身高;

(3)如果要简化该原理图,只保留电压表或电流表,简化后在保留表的表盘上刻画出对应的身高值,并且要求表的示数变大时对应的身高值增加.分析说明,应该保留哪个表?通过计算说明该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表的那个刻度值上?最大量程值是多少?

物理量

小聪

小英

小亮

A表示数I/A

0.20

0.15

0.12

V表示数U/V

2.0

3.0

3.6

身高h/m

*

1.6

*

解:(1)当P在中点时  U中=3V

 R中=U中/I中=3V/0.5A=20Ω   

         总电阻R总=2 R中=40Ω           

(2)小英的身高160cm,Rb=20cm

         测小聪身高时的电阻值:R =U/I=2V/0.2A=10Ω  ab连入电路的长度为10cm

所以小聪的身高是150cm      

(3)当身高增加时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,当电源电源一定时,电流表的示数变小,而电压表的示数变大,所以应保留电压表.         

当达到最大量程时,Rab= =40Ω  电路的总电阻R =Rab+R0=40Ω+20Ω=60Ω

电路中的电流I =U/R =6V/60Ω=0.1A

电压表的示数 U=IRab=0.1A×40Ω=4V    

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