Question

【題目】為了參加全國青少年創新大賽，小強運用所學電學知識，設計了一個電子身高測量儀，如圖所示，其中定值電阻R1=5Ω，電源電壓恒為4．5V，R2的規格為“15Ω 0．5A”，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0．6A．

（1）R1在電路中的作用是 ．

（2）當被測身高增加時，電流表的示數 ，電壓表的示數 （選填“變大”、“變小”或“不變”）．

（3）當變阻器R2接入電路的阻值是6．25Ω時，電流表的示數為 A．

（4）為了保證電路中各元件安全工作，變阻器接入電路的阻值范圍是多少？

Answer 1

【答案】（1）保護電路；（2）變小；變大；（3）0．4；（4）4Ω～10Ω．

【解析】

試題分析：由圖可知，兩電阻串聯，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，

（1）由圖可知，當滑動變阻器滑片滑到最底端時，滑動變阻器連入電路阻值為0，故R1可以防止整個電路發生短路而燒壞電流表，即R1的作用為保護電路；

（2）當被測身高增加時，滑動變阻器接入電阻增大，總電阻增大，由歐姆定律可知電路中電流減小，R1兩端的電壓減小，由串聯電路的電壓規律可知電壓表示數變大；

（3）由串聯電路的電阻特點可知，當變阻器R2接入電路的阻值是6．25Ω時，電路中總電阻R=R2+R1=5Ω+6．25Ω=11．25Ω，

由歐姆定律可得電路中電流：

I===0．4A；

（4）根據變阻器規格和電流表量程可知電路允許通過的最大電流I=0．5A，

此時電路總電阻：R總===9Ω，

此時滑動變阻器接入電路的阻值最小，R滑最小=R總﹣R1=9Ω﹣5Ω=4Ω；

由串聯電路特點知，當電壓表最大示數為3V時滑動變阻器接入電路的阻值最大，

此時電阻R1的電壓U1=U﹣U滑=4．5V﹣3V=1．5V，

電路電流I′===0．3A，

滑動變阻器接入電路的阻值：R滑最大===10Ω；

所以滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω≤R滑≤10Ω；

故答案為：（1）保護電路；（2）變小；變大；（3）0．4；（4）4Ω～10Ω．