Question

16．如圖是小聰設(shè)計(jì)的一種電子身高測(cè)量?jī)x的原理圖，其中定值電阻R₁=5Ω，電源電壓恒為4.5V，R₂的規(guī)格為“15Ω0.5A”，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A．下列分析正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí)，電壓表的示數(shù)變小
• B． 當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí)，電流表的示數(shù)變大
• C． 為了保護(hù)電路，變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω～10Ω
• D． 當(dāng)身高增加，測(cè)量?jī)x的示數(shù)隨之變大，因此測(cè)量?jī)x最好由電流表改裝

Answer 1

分析 分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題；
（1）由身高測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)判斷身高變化時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻如何變化，則由歐姆定律可求得電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得電壓表示數(shù)變化；
定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出電表示數(shù)如何變化；
（2）根據(jù)題意求出電路最大電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值；電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電壓表示數(shù)等于它的量程時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值，然后確定滑動(dòng)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)，電流表測(cè)電路電流，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓；
A、由電路圖可知，當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，滑動(dòng)變阻器分壓變大，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，則電壓表示數(shù)變大，故A錯(cuò)誤；
B、由圖示電路圖可知，當(dāng)被測(cè)身高增加時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，電路總電阻較大，由歐姆定律可知，電路電流變小，電流表的示數(shù)變小，故B錯(cuò)誤；
C、由變阻器的銘牌可知，電路允許通過的最大電流I_最大=0.5A，由I=U$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)電路總電阻R_總=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小，R_滑最小=R_總-R₁=9Ω-5Ω=4Ω；
由題意知，電壓表最大示數(shù)為3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，此時(shí)電阻R₁的電壓U₁=U-U_滑=4.5V-3V=1.5V，電路電流I_最小=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A，由I=U$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑最大=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，則：4Ω≤R_滑≤10Ω，即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω～10Ω，故C正確；
D、當(dāng)身高增加時(shí)由A、B中分析可知：電壓表示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小，所以示數(shù)隨之變大的測(cè)量?jī)x是電壓表，所以測(cè)量?jī)x最好由電壓表改裝，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了歐姆定律的應(yīng)用，考查學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，解決此類問題應(yīng)注意認(rèn)真審題，找出題目中用到的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行解答．