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
保護(hù)電路
保護(hù)電路

(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?
分析:(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)滑片位于a點(diǎn)時(shí),定值電阻與電阻棒的最大電阻串聯(lián),電壓表測(cè)電阻棒兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)歐姆定律求出電阻棒兩端的電壓;當(dāng)滑片位于b點(diǎn)時(shí),電壓表被短路,電路為R0的簡(jiǎn)單電路,根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流;
(3)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.
解答:解:(1)由電路圖可知,電阻R0在電路起保護(hù)電路的作用;
(2)當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí),定值電阻與電阻棒的最大電阻串聯(lián),電壓表測(cè)電阻棒兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,
∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和,
∴電流表的示數(shù):
Ia=
U
R0+R
=
6V
5Ω+15Ω
=0.3A,
電壓表的示數(shù):
Ua=IaRa=0.3A×15Ω=4.5V;
當(dāng)滑片位于b點(diǎn)時(shí),電路為R0的簡(jiǎn)單電路,電壓表被短路即電壓表的示數(shù)為0,
電流表的示數(shù):
I′=
U
R0
=
6V
=1.2A;
(3)小強(qiáng)測(cè)身高時(shí),電路總電阻:
R總1=
U
I1
=
6V
0.5A
=12Ω,
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:
RPb1=R總1-R0=12Ω-5Ω=7Ω,
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻棒長(zhǎng)度:
Lpb1=
15Ω
×30cm=14cm,
滑動(dòng)變阻器b端到地面高:
h=170cm-14cm=156cm,
小明測(cè)身高時(shí)電路總電阻:
R總2=
U
I2
=
6V
0.6A
=10Ω,
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻:
RPb2=R總2-R0=10Ω-5Ω=5Ω,
滑動(dòng)變阻器電阻棒接入電路的長(zhǎng)度:
Lpb2=
15Ω
×30cm=10cm,
小明身高:
h小明=h+Lpb2=156cm+10cm=166cm.
答:(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)0V;
(3)小明的身高為166cm.
點(diǎn)評(píng):本題考查了定值電阻的作用、電路的動(dòng)態(tài)變化,即電壓表示數(shù)如何變化、求小明升高,分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的前提;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.
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(1)R0在電路中的作用是
保護(hù)電路
保護(hù)電路

(2)當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí),電壓表的示數(shù)
變大
變大
(變大/變小/不變).
(3)小強(qiáng)和小明分別用該測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí),電流表示數(shù)分別為0.3A和0.5A,已知小強(qiáng)的身高為170cm,則小明的身高為多少?

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(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?

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(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?

 

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R0在電路中的作用是     

⑵ 當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí),電壓表的示數(shù)      (變大/變小/不變).

⑶ 小強(qiáng)和小明分別用該測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí),電流表示數(shù)分別為0.3A和0.5A,已知小強(qiáng)的身高為170cm,則小明的身高為多少?

 

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