26.“坐位體前屈”是學生體質健康測試項目之一。圖甲是某女生測試示意圖。圖乙是學習小組設計的測試儀電路原理圖,電源電壓恒為4.5V,電壓表量程為0~3V,定值電阻R
0=10Ω,滑動變阻器R
1由長為30cm、粗細均勻的電阻棒改裝而成,規(guī)格為1Ω/cm,允許通過的最大電流為0.3A。為保護電路安全,滑片P的起始位置A點設定在離電阻棒最左端O點5cm處。測試時,通過推動塑料擋板帶動滑片P從起始位置A向右移動,并通過電壓表的示數反映學生的測試結果。下表是初三女生測試等級與滑片P移動距離L的關系。
初三女生測試等級標準 |
不合格 |
合格 |
良好 |
優(yōu)秀 |
滑片移動距離L/cm |
<3.7 |
3.7≤L<16.7 |
16.7≤L<20.1 |
≥20.1 |
(1)滑片P在起始位置A點時,閉合開關S,通過R
0的電流為0.3A,請計算此時R
0兩端電壓大小。
(2)請推導出電壓表示數U
測與滑片移動距離L之間的關系式;為保護電路安全,說明滑片移動的范圍。
(3)該測試儀不能測出表中所有的等級,在保證電路各元件安全的情況下,通過替換R
0來實現最大程度增加測試范圍,請計算替換電阻R
2的最小值。