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图是小明和小华设计的拉力健身器示意图,在拉环处加拉力时,滑杆PQ可随之自由滑动(...

图是小明和小华设计的拉力健身器示意图,在拉环处加拉力时,滑杆PQ可随之自由滑动(导线对滑杆滑动无影响).已知:在弹性限度内,弹簧伸长的长度与受到的拉力大小成正比.老师认为他们的设计有不足之处,应在电路中串联一个定值电阻.
(1)串联定值电阻在电路中的作用是______
(2)小明和小华的改进方案分别如下:
小明:把定值电阻串联接在A、B之间.
小华:用定值电阻替换电流表.
若按照小明的方案:闭合开关,向右拉动拉环,滑片P向右移动的过程中,电压表的示数______(选填“变大”“不变”或“变小”).
若按照小华的方案:闭合开关,当拉力为0N时,滑片P位于B端,电压表示数为0V;当拉力为500N时,电压表示数为1.5V;当拉力为1000N时(在弹性限度内),电压表示数______3V(选填“大于”“等于”或“小于”).

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(1)根据电路图,分析电路结构,判断接入定值电阻的作用; (2)①根据电路图,根据电路结构判断,根据小明的设计,向右拉动拉环, 滑片P向右移动的过程中,电压表的示数如何变化; ②分析小华的电路设计,根据串联电路特点、欧姆定律判断电压表示数大小. 【解析】 (1)由电路图可知,如果电路中没有定值电阻,当滑片P在最左端时,电路短路,电源短路, 会损坏电路;接入定值电阻后,滑片P在最左端时,不会造成电路短路,由此可见,定值电阻的作用是保护电路; (2)①由电路图可知,把定值电阻串联接在A、B之间,电压表测电源电压,电源电压不变,向右拉动拉环, 滑片P向右移动的过程中,电压表示数不变; ②设串联接入电路的定值电阻为R,闭合开关时,电路电流I=, ∵I=, ∴电压表示数U=IR滑=R滑, 由此可见电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻不成正比,且随滑动变阻器阻值接入电路的阻值越大,电压表示数增加变慢,因为拉力与滑动变阻器接入电路的阻值成正比,所以电压表示数与滑动变阻器接入电路的阻值不成正比,因此当拉力为500N时,电压表示数为1.5V;拉力为1000N是500N的两倍,电压表示数小于电压表原来示数的两倍, 即小于1.5V×2=3V; 故答案为:(1)保护电路;(2)不变;小于.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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