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参加全国青少年创新大赛,小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,如图所示.其中定值电阻R0=5Ω,电源电压恒为4.5V,R是固定的、竖直放置的硬电阻棒、总长为30cm,总电阻为15Ω,其

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参加全国青少年创新大赛,小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,如图所示.其中定值电阻R0=5Ω,电源电压恒为4.5V,R是固定的、竖直放置的硬电阻棒、总长为30cm,总电阻为15Ω,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计.
(1)R0在电路中的作用是______.
(2)身高为168cm小强用该测量仪测量时,电流表示数为0.5A,此时电阻棒R接入电路的电阻为多少Ω?
(3)若电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.为了保证电路各元件安全工作,该电子身高测量仪能测量的最大身高是多少cm?
▼优质解答
答案和解析
(1)由电路图可知,电阻R0在电路起保护电路的作用;
(2)电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻:
R=
U
I
=
4.5V
0.5A
=9Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴此时电阻棒R接入电路的电阻:
R=R-R0=9Ω-5Ω=4Ω;
(3)当电压表的示数为3V,R0两端的电压:
U0=U-UR=4.5V-3V=1.5V,
电路中的电流:
I′=
U0
R0
=
1.5V
=0.3A,
∵0.3A<0.6A,
∴此时身高测量仪测量的身高最大,电阻棒接入电路中的电阻最大,最大为:
R′=
UR
I
=
3V
0.3A
=10Ω,
电阻棒离地面的高度:
168cm-
30cm
15Ω
×4Ω=160cm,
该测量仪器能测量的最大高度:
160cm+
10Ω
15Ω
×30cm=180cm.
答:(1)保护电路;
(2)身高为168cm小强用该测量仪测量时,电流表示数为0.5A,此时电阻棒R接入电路的电阻为4Ω;
(3)该电子身高测量仪能测量的最大身高是180cm.
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