Question

為參加全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽，小強(qiáng)運(yùn)用電學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x，如圖所示，其中，電源電壓恒為6V，定值電阻R₀=5Ω； R是一只固定著的、豎直放置的硬電阻棒，總長(zhǎng)為30cm，總電阻為15Ω，其接入電路的電阻與接入電路的棒長(zhǎng)成正比；金屬棒cd和MP（右端P是滑片）與電路接觸良好，電阻不計(jì)。

（1）  定值電阻R₀在電路中的作用是_____________。

（2）  當(dāng)滑片P分別在a，b兩點(diǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為多少？

（3）  小強(qiáng)和小明分別用該測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí)，電流表的示數(shù)分別為0.5A和0.6A，已知小強(qiáng)的身高為170cm，則小明的身高為多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）保護(hù)電路

（2）a點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)0.3A，電壓表示數(shù)4.5V；

b點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)1.2A，電壓表示數(shù)0 。

（3）166cm

【解析】

試題分析：當(dāng)滑片P分別在a時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部接入電路，由于是串聯(lián)電路，可以求出總電阻，知道總電壓，根據(jù)，求出電路電流；電壓表是測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)，求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；當(dāng)滑片P分別在b點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器沒(méi)有接入電路，只有R₀接入電路，知道電源電壓和阻值，根據(jù)，求出電路電流；電壓表是測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電壓表示數(shù)為零；由歐姆定律求出小強(qiáng)測(cè)身高時(shí)電路的總電阻，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，然后求出滑動(dòng)變阻器電阻棒接入電路的長(zhǎng)度，再求出滑動(dòng)變阻器下端距地面的高度；由歐姆定律求出小明測(cè)身高時(shí)電路的總電阻，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻棒的長(zhǎng)度，最后求出小明的身高；（1）由電路圖可知，電阻R0與滑動(dòng)變阻器R串連接入電路，電阻R0起保護(hù)電路的作用。

（2）當(dāng)滑片P分別在a時(shí)，總電阻：

電流表示數(shù)是：

電壓表的示數(shù)是：

當(dāng)滑片P分別在b時(shí)，電流表示數(shù)是：

由于電壓表并到滑動(dòng)變阻器兩端，示數(shù)為零。

（3）小強(qiáng)測(cè)身高時(shí)：電路總電阻,

滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_Pb1=R_總1-R₀=12Ω-5Ω=7Ω；

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻棒長(zhǎng)度L_pb1=（7Ω/15Ω）×30cm=14cm；

滑動(dòng)變阻器b端到地面高h(yuǎn)=170cm-14cm=156cm

小明測(cè)身高時(shí)電路總電阻：

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_Pb2=R_總2-R₀=10Ω-5Ω=5Ω，

滑動(dòng)變阻器電阻棒接入電路的長(zhǎng)度L_pb2=（5Ω/15Ω）×30cm =10cm，

小明身高h(yuǎn)_小明=h+L_pb2=156cm+10cm=166cm

考點(diǎn)：歐姆定律的應(yīng)用

點(diǎn)評(píng)：求小明的身高是本題的難點(diǎn)，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律、求出電阻棒接入電路的長(zhǎng)度是正確解最后一問(wèn)的關(guān)鍵．