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    20．为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻R1=5Ω，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω  0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A．
    （1）R1在电路中的作用是保护电路．
    （2）当R2接入电路中的电阻为6.25Ω时，电流表的示数是0.4A．
    （3）当被测身高增加时，电压表的示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
    （4）为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～10Ω．

    分析 （1）由电路结构可知，滑动变阻器有短路的可能性，为了防止出现短路而用R1来保护电路；
    （2）根据电阻的串联和欧姆定律求出当R2接入电路中的电阻为6.25Ω时电路中的电流；
    （3）分析身高增加时，滑片P的移动方向，判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，由串联电路特点判断电压表示数如何变化；
    （4）比较电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻串联求出变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中的最小阻值，然后确定滑动变阻器接入电路的阻值范围．

    解答 解：（1）当滑动变阻器滑片滑到最底端时，滑动变阻器会短路，故R1可以防止整个电路发生短路而烧坏电流表；
    （2）当R2接入电路中的电阻为6.25Ω时，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，电路中的电流：
    I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{4.5V}{5Ω+6.25Ω}$=0.4A；
    （3）被测身高增加时，滑片上移，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
    由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，
    由U=IR可知，定值电阻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，滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大；
    （4）由题意知，电压表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，
    所以，电路允许通过的最大电流I大=0.5A，
    电路中的总电阻：
    R总=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，
    滑动变阻器接入电路的最小阻值：
    R2小=R总-R1=9Ω-5Ω=4Ω；
    当电压表的示数U2=3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
    因串联电路中总电压等于各分电压之和，
    所以，电阻R1的电压：
    U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，电路的电流：
    I2小=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2大}}$，即$\frac{1.5V}{5Ω}$=$\frac{3V}{{R}_{2大}}$，
    解得：R2大=10Ω；
    所以，滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～10Ω．
    故答案为：（1）保护电路；（2）0.4；（3）变大；（4）4Ω～10Ω．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及电路的动态分析，会确定电路中的最大阻值和最小阻值是关键．

    练习册系列答案
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    C．电流表的示数变大，电压表的示数变小
    D．电流表的示数变大，电压表的示数变大

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