Question

【題目】小明同學在體考后，對坐位體前屈儀器的工作原理產生了濃厚的興趣。想自己設計一個測量坐位體前屈成績的電路。于是找老師借了電壓恒定為9V的電源、學生電流表、定置電阻島、長為20cm的均勻電阻桿R（1Ω/cm）、開關、合適的彈簧、絕緣桿N，絕緣板M，刻度尺和導線若干。如圖所示，小明把彈簧套在絕緣桿N上，另一端定在絕緣板M上，絕緣板M固定在右側的桿K上，沒推動桿K時，彈簧處于自然伸長狀態：推動桿K時，M板帶動滑片P向左一起移動，他設想將電表改裝成長度顯示儀一一推的越遠，顯示儀示數變大，且刻度均勻：

(1)老師指出小明的設計有不夠合理的地方，你認為下列分析正確的是__________；

A.推動距離為0時，顯示儀的示數為0

B.推動距離變大時，顯示儀的示數不變

C.推動距離變大時，顯示儀的示數變小

D.推動距離均勻變化時顯示儀的示數變化不均勻

(2)在老師的幫助下，小明又借了一個量程為0-3V的電壓表，設計出了正確的電路，是下列四個電路中的__________電路；

A. B. C. D.

(3)確定正確的電路設計方案后，為了讓測量儀測量的推動距離范圍達到最大，且測量精確度最高，選擇的定值電局阻值應該為________Ω；

(4)利用選定的器材，小明連接好了測量電路，當小曾同學在測量時，電壓表的示數為1.8V，則小曾同學推動距離為________cm。

Answer 1

【答案】D A 40 12

【解析】

(1)[1]推動距離為0時，兩個電阻串聯在電路中，此時電阻桿接入電阻最大，電流顯示儀的示數不為0；向左推動距離變大時，電路中有效電阻變小，電流顯示儀示數將變大；電流顯示儀示數為

可見，推動距離均勻變化時顯示儀的示數變化并不均勻。

故選D。

(2)[2]電壓表應能測量電阻桿的電壓，且隨其有效接入長度而變化，初始狀態下電壓表示數為最小，故A為正確的電路。

(3)[3]由題意可知，測量的范圍能達到最大且測量精確度最高，即滑片P移到電阻桿最左端時電壓表滿量程，則

即

可得定值電阻值應該為40Ω。

(4)[4]假設推動距離為L，此時電壓表測量段的電阻為，

則

即

可得