Question

【题目】小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，用来测量同学们的身高，如图所示，其中定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4V，R2的长度为100cm、规格为“15Ω 0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.5A。

（1）当被测同学的身高越高时，电压表的示数_____，电流表的示数_____。（选填“越大”、“越小”或“不变”）

（2）若被测量同学的身高为2m时，滑动变阻器的滑片刚好位于最上端，则此时电压表时示数为_____V；当电压表的示数为1.5V时，被测同学的身高应_____1m（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）若被测量同学的身高越高时，测量仪消耗电能越_____（选填“快”或“慢”）。

Answer 1

【答案】变大 变小 3 大于 慢

【解析】

由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）由图知，当人体身高增高时，滑片上移，R2接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，由I＝可知，电路中的电流变小，由U＝IR可知，R1两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变大，即电压表的示数变大；

（2）滑片在最上端时，R2连入阻值为它的最大值，由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流，I=，此时R1两端电压：U1＝IR1＝0.2A×5Ω＝1V，所以电压表的示数：UV＝U2＝U﹣U1＝4V﹣1V＝3V；当电压表的示数为1.5V时，R1两端电压：U1′＝U﹣UV′＝4V﹣1.5V＝2.5V，电路中电流：I′＝I2′＝I1′＝，此时R2连入阻值：R2＝3Ω，R2连入长度：L＝20cm，所以未连入长度为：100cm﹣20cm＝80cm，当身高为2m时，滑动变阻器的滑片刚好位于最上端，所以此时被测人身高为：2m﹣0.8m＝1.2m。即身高应大于1m；

（3）根据（1）知当人体身高越高时，R2接入电路中的电阻越大，电路中的总电阻越大，根据P＝知电路的总功率越小，测量仪消耗电能越慢。