【題目】為參加全國青少年創(chuàng)新大賽,小強(qiáng)運(yùn)用電學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測量儀,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,總長為30cm,總電阻為15Ω,其接入電路的電阻與接入電路的棒長成正比;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)和小明分別用該測量儀測量時(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?

【答案】
(1)保護(hù)電路
(2)解: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),電壓表測電阻棒兩端的電壓,電流表測電路中的電流,

∵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= = =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′= = =1.2A;


(3)解:小強(qiáng)測身高時(shí),電路總電阻:

R1= = =12Ω,

滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值:

RPb1=R1﹣R0=12Ω﹣5Ω=7Ω,

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻棒長度:

Lpb1= ×30cm=14cm,

滑動(dòng)變阻器b端到地面高:

h=170cm﹣14cm=156cm,

小明測身高時(shí)電路總電阻:

R2= = =10Ω,

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻:

RPb2=R2﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,

滑動(dòng)變阻器電阻棒接入電路的長度:

Lpb2= ×30cm=10cm,

小明身高:

h小明=h+Lpb2=156cm+10cm=166cm.


【解析】(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),電壓表測電阻棒兩端的電壓,電流表測電路中的電流,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度,最后求出小明的身高.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用歐姆定律及其應(yīng)用和電阻的串聯(lián)的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案,需要掌握歐姆定律的應(yīng)用: ① 同一個(gè)電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí),通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當(dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR);電阻的串聯(lián)有以下幾個(gè)特點(diǎn):(指R1,R2串聯(lián)) 1、電流:I=I1=I2(串聯(lián)電路中各處的電流相等) 2、電壓:U=U1+U2(總電壓等于各處電壓之和) 3、 電阻:R=R1+R2(總電阻等于各電阻之和)如果n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián),則有R總=nR 4、分壓作用:U1:U2=R1:R2

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根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),你可以得出的結(jié)論有:

(1) 平面鏡所成的像與物體的大小_________________________(選填相等不相等”);

(2) 像和物體到鏡面的距離_________________________(選填相等不相等”);

(3) 物體逐漸遠(yuǎn)離平面鏡時(shí),它的像__________________________________(選填變大、變小不變”)。

(4) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明平面鏡成的是虛像 _____________________?

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