Question

【題目】小強(qiáng)運(yùn)用所學(xué)電學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測量儀，用來測量同學(xué)們的身高，如圖所示，其中定值電阻R1＝5Ω，電源電壓恒為4V，R2的長度為100cm、規(guī)格為“15Ω 0.5A”，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.5A。

（1）當(dāng)被測同學(xué)的身高越高時(shí)，電壓表的示數(shù)_____，電流表的示數(shù)_____。（選填“越大”、“越小”或“不變”）

（2）若被測量同學(xué)的身高為2m時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片剛好位于最上端，則此時(shí)電壓表時(shí)示數(shù)為_____V；當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，被測同學(xué)的身高應(yīng)_____1m（選填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）若被測量同學(xué)的身高越高時(shí)，測量儀消耗電能越_____（選填“快”或“慢”）。

Answer 1

【答案】變大 變小 3 大于 慢

【解析】

由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

（1）由圖知，當(dāng)人體身高增高時(shí)，滑片上移，R2接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，電源電壓不變，由I＝可知，電路中的電流變小，由U＝IR可知，R1兩端的電壓變小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R2兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大；

（2）滑片在最上端時(shí)，R2連入阻值為它的最大值，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得此時(shí)電路中電流，I=，此時(shí)R1兩端電壓：U1＝IR1＝0.2A×5Ω＝1V，所以電壓表的示數(shù)：UV＝U2＝U﹣U1＝4V﹣1V＝3V；當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，R1兩端電壓：U1′＝U﹣UV′＝4V﹣1.5V＝2.5V，電路中電流：I′＝I2′＝I1′＝，此時(shí)R2連入阻值：R2＝3Ω，R2連入長度：L＝20cm，所以未連入長度為：100cm﹣20cm＝80cm，當(dāng)身高為2m時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片剛好位于最上端，所以此時(shí)被測人身高為：2m﹣0.8m＝1.2m。即身高應(yīng)大于1m；

（3）根據(jù)（1）知當(dāng)人體身高越高時(shí)，R2接入電路中的電阻越大，電路中的總電阻越大，根據(jù)P＝知電路的總功率越小，測量儀消耗電能越慢。