某实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(...
问题详情:
某实验小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、 电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器,将电压表改装成身高显示仪,所测身高越高,显示仪示数越大, 且刻度均匀:
(1)同学们设计了如图所示的电路,其中符合要求的一个电路是__________(填写电路图的序号);
(2)确定正确的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们采用了电压为U的电源、一根长为L的均匀电阻丝(单位长度的电阻为r)、量程为 0~U0的电压表(U0<U)。为了让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为多少 ____ ?(用已知量表示)
(3)小组同学利用选定的器材连接好了符合要求的测量电路。先对身高为h1的小明进行了测量后,又对小华进行测量,电压表的示数变化了△U,则小华的身高为多高____?(用已知量表示)
【回答】
丁
【详解】
(1)要涉及正确的电路图,应该是滑动变阻器的滑片移动时电路中的电流不变,电压表示数随身高的增大而升高,符合条件的只有图丁。
(2)由题意知,滑动变阻器的最大阻值为
要使测量身高的范围最大且精确度最高,就要使管片滑到最上端的电压为,这时通过串联电路的电流
定值电阻两端的电压
所以的阻值为
(3)当电压表的示数为时,滑动变阻器与电压表并联部分的电阻是
滑动变阻器滑片以下电阻丝的长度为
当电压表的示数为时,滑动变阻器与电压表并联部分的电阻是
滑动变阻器滑片以下电阻丝的长度为
已知
电阻丝的变化量为
所以小华的身高是
知识点:变阻器
题型:实验,探究题
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