Question

8．如圖是小明和小麗設(shè)計(jì)的拉力健身器示意圖，在拉環(huán)處加拉力時(shí)，滑桿PQ可隨之自由滑動(dòng)（導(dǎo)線對(duì)滑桿滑動(dòng)無(wú)影響）．已知：在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與受到的拉力大小成正比．老師認(rèn)為他們的設(shè)計(jì)有不足之處，應(yīng)在電路中串聯(lián)一個(gè)定值電路．
（1）串聯(lián)的定值電阻在電路中的作用是保護(hù)電路．
（2）小明和小麗的改進(jìn)方案分別如下：
小明：把定值電阻串聯(lián)接在A、B之間．
小麗：用定值電阻替換電流表．
若按照小明的方案，閉合開(kāi)關(guān)，向右拉動(dòng)拉環(huán)，滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)不變（填“變大”、“變小”或“不變”），若按照小麗的方案，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)拉力為0N時(shí)，滑片P在B端，電壓表示數(shù)為0V，當(dāng)拉力為300N時(shí)，電壓表示數(shù)為3V；當(dāng)拉力為600N時(shí)（在彈性限度內(nèi)）電壓表示數(shù)小于6V（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖，分析電路結(jié)構(gòu)，判斷接入定值電阻的作用；
（2）①根據(jù)電路圖，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)判斷，根據(jù)小明的設(shè)計(jì)，向右拉動(dòng)拉環(huán)，
滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)如何變化；
②分析小華的電路設(shè)計(jì)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律判斷電壓表示數(shù)大小．

解答 解：
（1）由電路圖可知，如果電路中沒(méi)有定值電阻，當(dāng)滑片P在最左端時(shí)，電源短路，會(huì)損壞電流表和電源；
接入定值電阻后，滑片P在最左端時(shí)，不會(huì)造成電路短路，由此可知，定值電阻的作用是保護(hù)電路；
（2）①由電路圖可知，把定值電阻串聯(lián)接在A、B之間，電壓表測(cè)電源電壓，電源電壓不變，向右拉動(dòng)拉環(huán)，即滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表示數(shù)不變；
②設(shè)串聯(lián)接入電路的定值電阻為R，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電路電流I=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電壓表示數(shù)U=IR_滑=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$R_滑，
由此可知，電壓表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻不成正比，且隨滑動(dòng)變阻器阻值接入電路的阻值越大，電壓表示數(shù)增加變慢；因?yàn)槔�力與滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值成正比，所以電壓表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不成正比，因此當(dāng)拉力為300N時(shí)，電壓表示數(shù)為3V；拉力為600N是300N的兩倍，電壓表示數(shù)小于電壓表原來(lái)示數(shù)的兩倍，
即電壓表示數(shù)小于3V×2=6V；
故答案為：（1）保護(hù)電路；（2）不變；小于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了定值電阻的作用、電壓表示數(shù)變化情況，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用歐姆定律是正確解題的關(guān)鍵．