Question

圖是小明和小華設(shè)計的拉力健身器示意圖，在拉環(huán)處加拉力時，滑桿PQ可隨之自由滑動（導(dǎo)線對滑桿滑動無影響）．已知：在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長的長度與受到的拉力大小成正比．老師認為他們的設(shè)計有不足之處，應(yīng)在電路中串聯(lián)一個定值電阻．
（1）串聯(lián)定值電阻在電路中的作用是______
（2）小明和小華的改進方案分別如下：
小明：把定值電阻串聯(lián)接在A、B之間．
小華：用定值電阻替換電流表．
若按照小明的方案：閉合開關(guān)，向右拉動拉環(huán)，滑片P向右移動的過程中，電壓表的示數(shù)______（選填“變大”“不變”或“變小”）．
若按照小華的方案：閉合開關(guān)，當(dāng)拉力為0N時，滑片P位于B端，電壓表示數(shù)為0V；當(dāng)拉力為500N時，電壓表示數(shù)為1.5V；當(dāng)拉力為1000N時（在彈性限度內(nèi)），電壓表示數(shù)______3V（選填“大于”“等于”或“小于”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)電路圖，分析電路結(jié)構(gòu)，判斷接入定值電阻的作用；
（2）①根據(jù)電路圖，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)判斷，根據(jù)小明的設(shè)計，向右拉動拉環(huán)，
滑片P向右移動的過程中，電壓表的示數(shù)如何變化；
②分析小華的電路設(shè)計，根據(jù)串聯(lián)電路特點、歐姆定律判斷電壓表示數(shù)大小．
解答：解：（1）由電路圖可知，如果電路中沒有定值電阻，當(dāng)滑片P在最左端時，電路短路，電源短路，
會損壞電路；接入定值電阻后，滑片P在最左端時，不會造成電路短路，由此可見，定值電阻的作用是保護電路；
（2）①由電路圖可知，把定值電阻串聯(lián)接在A、B之間，電壓表測電源電壓，電源電壓不變，向右拉動拉環(huán)，
滑片P向右移動的過程中，電壓表示數(shù)不變；
②設(shè)串聯(lián)接入電路的定值電阻為R，閉合開關(guān)時，電路電流I=，
∵I=，
∴電壓表示數(shù)U=IR_滑=R_滑，
由此可見電壓表示數(shù)與滑動變阻器接入電路的電阻不成正比，且隨滑動變阻器阻值接入電路的阻值越大，電壓表示數(shù)增加變慢，因為拉力與滑動變阻器接入電路的阻值成正比，所以電壓表示數(shù)與滑動變阻器接入電路的阻值不成正比，因此當(dāng)拉力為500N時，電壓表示數(shù)為1.5V；拉力為1000N是500N的兩倍，電壓表示數(shù)小于電壓表原來示數(shù)的兩倍，
即小于1.5V×2=3V；
故答案為：（1）保護電路；（2）不變；小于．
點評：本題考查了定值電阻的作用、電壓表示數(shù)變化情況，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用歐姆定律是正確解題的關(guān)鍵．