如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图.其中,电源电压恒为6V,R0是保护电阻;R是一只固定着的、竖直放置的

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  • 解题思路:由电路图可知,电阻棒与电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻棒两端的电压.

    (1)根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,根据欧姆定律求出R0的阻值;

    (2)根据电阻棒接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比结合小英的身高求出电阻棒b距地面的高度,然后求出测小强身高时接入电路中的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的示数.

    由电路图可知,电阻棒与电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻棒两端的电压.

    (1)测小英身高时,

    ∵串联电路中总电压等于各分电压之和,

    ∴R0两端的电压:

    U0=U-UR=6V-3V=3V,

    则R0的阻值:

    R0=

    U0

    I=[3V/0.15A]=20Ω;

    (2)测小英身高时,电阻棒接入电路中的电阻:

    R=

    UR

    I=[3V/0.15A]=20Ω,

    ∵电阻棒接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,且总长为40cm,总电阻为40Ω,即1Ω/cm,

    ∴此时电阻棒的长度:

    h=[20Ω/1Ω/cm]=20cm,

    电阻棒b端距地面的高度:

    hb=160cm-20cm=140cm,

    测小强的身高时,接入电路中电阻棒的长度:

    h′=180cm-140cm=40cm,

    则接入电路中的电阻R′=40cm×1Ω/cm=40Ω,

    ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

    ∴电路中电流表的示数:

    I′=[U

    R0+R′=

    6V/20Ω+40Ω]=0.1A,

    此时电压表的示数:

    UR′=I′R′=0.1A×40Ω=4V.

    答:(1)R0的阻值为20Ω;

    (2)当身高为1.8m的小强用该电子身高测量仪测身高时,电压表的示数为4V,电流表的示数为0.1A.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电压规律;电阻的串联.

    考点点评: 本题考查通过计算电阻的大小得出人的身高,关键是计算出滑动变阻器接入电路的长度,要知道电流表和电压表分别测量哪部分的电流和电压,要学会从题目所给信息中找到有用的数据.

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