Question

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

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？

Answer 1

（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_总=

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_总-R₀=9Ω-5Ω=4Ω；
（3）当电压表的示数为3V，R₀两端的电压：
U₀=U-U_R=4.5V-3V=1.5V，
电路中的电流：
I′=

U0

R0

=

1.5V

5Ω

=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．