Question

（2013?蘭州一模）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．其中定值電阻R₀=5Ω，電源電壓恒為4.5V，R是固定的、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，金屬桿cd和MP（右端P是滑片）與電路接觸良好，電阻不計(jì)．
（1）R₀在電路中的作用是

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？

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，電阻R₀與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接入電路，電阻R₀起保護(hù)電路的作用．
（2）分析升高增加時(shí)，滑片P的移動(dòng)方向，判斷滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值如何變化，由串聯(lián)電路特點(diǎn)判斷電壓表示數(shù)如何變化．
（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．
故答案為：保護(hù)電路．
（2）由電路圖可知，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，被測(cè)身高增加時(shí)，
滑動(dòng)變阻器電阻棒接入電路的長(zhǎng)度增加，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，
滑動(dòng)變阻器的分壓變大，因此電壓表示數(shù)變大．
故答案為：變大．
（3）小強(qiáng)測(cè)身高時(shí)：電路總電阻R_總1=

U

I1

=

4.5V

0.3A

=15Ω，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_Pb1=R_總1-R₀=15Ω-5Ω=10Ω，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻棒長(zhǎng)度L_pb1=

10Ω

15Ω

×30cm=20cm，
滑動(dòng)變阻器b端到地面高h(yuǎn)=170cm-20cm=150cm，
小明測(cè)身高時(shí)電路總電阻：R_總2=

U

I2

=

4.5V

0.5A

=9Ω，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_Pb2=R_總2-R₀=9Ω-5Ω=4Ω，
滑動(dòng)變阻器電阻棒接入電路的長(zhǎng)度L_pb2=

4Ω

15Ω

×30cm=8cm，
小明身高h(yuǎn)_小明=h+L_pb2=150cm+8cm=158cm．
答：小明身高時(shí)158cm．

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的關(guān)鍵．