Question

在學校舉行的物理創新大賽上，小明所在的科技小組分別設計了一種測量托盤所受壓力的壓力測量儀，如圖所示．壓力表是由電壓表改裝而成，R₁為定值電阻，R₂為滑動變阻器，金屬指針OP可在金屬桿AB上滑動，且與它接觸良好，金屬指針和金屬桿電阻忽略不計．M為彈簧，在彈性限度內它縮短的長度與其所受的壓力大小成正比．以下說法正確的是（　　）

A．壓力表刻度右邊示數小，壓力表刻度不均勻

B．壓力表刻度右邊示數大，壓力表刻度均勻

C．壓力表刻度右邊示數大，壓力表刻度不均勻

D．壓力表刻度右邊示數小，壓力表刻度均勻

Answer 1

分析：比較甲乙兩圖，放上重物A時，滑片所處的位置相同，但甲圖中R₂只是連入了上半部分，而乙圖中R₂全連入，兩圖中總電阻不同，電源電壓相同，由歐姆定律可知兩圖中電流不同，而R_PC=R_PC′，再根據歐姆定律得出電壓表的示數大小關系；
甲裝置中，當改變托盤所受的壓力時，R₂接入電路中的電阻發生變化，電路中的電流發生變化，壓力表的刻度不均勻；
乙裝置中，當改變托盤所受的壓力時，R₂接入電路中的電阻不發生變化，電路中的電流不變，壓力表的刻度是均勻的．

解答：解：如圖，放上重物A時，滑片所處的位置相同，R_PC=R_PC′，但甲圖中R₂只是連入了上半部分，而乙圖中R₂全連入，兩圖中總電阻R_甲＜R_乙，因為電源電壓相同，由歐姆定律可知兩圖中電流I_甲＞I_乙，因為U=IR，所以U_PC＞U_PC′，即甲圖中電壓表示數大，即壓力表刻度左邊示數大、右邊示數小；
甲裝置中，當改變托盤所受的壓力時，R₂接入電路中的電阻發生變化，電路中的電流I_甲發生變化，
∵U₂=I_甲R₂，
∴U₂與R₂不成正比，
∴甲壓力表的刻度不均勻；
乙裝置中，當改變托盤所受的壓力時，R₂接入電路中的電阻不發生變化，電路中的電流I_乙不變，
∵U₂=I_乙R₂，
∴U₂與R₂成正比，
∴乙壓力表的刻度是均勻的．
故選D．

點評：本題是一道綜合性題目，考查了歐姆定律、串聯電路的電壓關系，這是一道相對新型的題目，一定要學會審題和看圖，這是關鍵．