Question

如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電子身高測(cè)量?jī)x的示意圖，其中定值電阻R₁=10Ω，電源電壓恒為4.5V，變阻器R₂的規(guī)格為“40Ω 0.5A”，電壓表的量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A．
（1）當(dāng)被測(cè)者的身高比前者更高時(shí)，電流表的示數(shù)會(huì)變

 

．
（2）當(dāng)變阻器R₂接入電路的阻值是10Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)是

 

V．
（3）為了不損壞電路中的元件，變阻器接入電路的阻值范圍是

 

．

Answer 1

分析：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)被測(cè)者的身高比前者更高時(shí)，接入電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化；
（2）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)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)；
（3）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)電路中的電流，然后與電流表的量程和滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流相比較，判斷變阻器接入電路中的電阻可以為0；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律分別表示出電路中的電流，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)得出等式即可求出變阻器接入電路的阻值范圍．

解答：解：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)被測(cè)者的身高比前者更高時(shí)，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，
根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小即電流表的示數(shù)變小；
（2）∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和，
∴當(dāng)R₂接入電路中的電阻為10?時(shí)，電路中的電流：
I=

U

R1+R2

=

4.5V

10Ω+10Ω

=0.225A，
電壓表的示數(shù)：
U₂=IR₂=0.225A×10Ω=2.25V；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流：
I′=

U

R1

=

4.5V

10Ω

=0.45A，
∵0.45A＜0.5A＜0.6A，
∴滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小電阻為0Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴R₁兩端的電壓：
U₁′=U-U₂′=4.5V-3V=1.5V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)歐姆定律可得：

U1′

R1

=

U2′

R2′

，即

1.5V

10Ω

=

3V

R2′

，
解得：R₂′=20Ω，
∴為了不損壞電路中的元件，變阻器接入電路的阻值范圍是0Ω～20Ω．
故答案為：（1）��；（2）2.25；（3）0Ω～20Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是在判斷電路中最大電流時(shí)要注意滑動(dòng)變阻器允許通過最大電流和電流表量程的比較．