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）保护电路  （2）4Ω     （3）180cm

解析试题分析：（1）由电路图可知，电阻R₀在电路中的起到减小电路电流，保护电流表的作用，即保护电路；
（2）电路电流、及电源电压已知，故可根据R_总=求出总电阻，然后根据串联电阻与总电阻的关系求出电阻R的阻值。
电路总阻值为：R_总===9Ω
电阻棒R接入电路的电阻为：R= R_总-R₀=9Ω-5Ω=4Ω     
（3）本问首先需要判断当电压表达到满偏时，对应着仪器测量身高的最大值；然后根据欧姆定律求出电压表达到3V时电阻R的阻值；再根据第二问求出电阻棒R离地面的高度进而求出测量仪能测量的最大高度。
当电压表示数为3V时，电阻棒R的阻值达到最大，此时电路电流为：I===0.3A
接入电路的电阻为：R_Max===10Ω
电阻棒R离地面的高度为：168cm-＝160cm
所以该测量仪能测量最大的高度为：160cm＋＝180cm  
考点：欧姆定律的应用、串联电路的电流规律、电阻的串联