Question

參加全國青少年創新大賽，小強運用電學知識設計了一個電子身高測量儀，如圖所示．其中定值電阻R₀=5Ω，電源電壓恒為4.5V，R是固定的、豎直放置的硬電阻棒、總長為30cm，總電阻為15Ω，其接入電路的電阻與接入電路的棒長成正比，金屬桿cd和MP（右端P是滑片）與電路接觸良好，電阻不計．

（1）R₀在電路中的作用是            
（2）身高為168cm小強用該測量儀測量時，電流表示數為0.5A，此時電阻棒R接入電路的電阻為多少Ω？
（3）若電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A．為了保證電路各元件安全工作，該電子身高測量儀能測量的最大身高是多少cm？

Answer 1

（1）保護電路  （2）4Ω     （3）180cm

解析試題分析：（1）由電路圖可知，電阻R₀在電路中的起到減小電路電流，保護電流表的作用，即保護電路；
（2）電路電流、及電源電壓已知，故可根據R_總=求出總電阻，然后根據串聯電阻與總電阻的關系求出電阻R的阻值。
電路總阻值為：R_總===9Ω
電阻棒R接入電路的電阻為：R= R_總-R₀=9Ω-5Ω=4Ω     
（3）本問首先需要判斷當電壓表達到滿偏時，對應著儀器測量身高的最大值；然后根據歐姆定律求出電壓表達到3V時電阻R的阻值；再根據第二問求出電阻棒R離地面的高度進而求出測量儀能測量的最大高度。
當電壓表示數為3V時，電阻棒R的阻值達到最大，此時電路電流為：I===0.3A
接入電路的電阻為：R_Max===10Ω
電阻棒R離地面的高度為：168cm-＝160cm
所以該測量儀能測量最大的高度為：160cm＋＝180cm  
考點：歐姆定律的應用、串聯電路的電流規律、電阻的串聯