Question

如圖是小明自制電子秤的原理示意圖．托盤、輕彈簧上端和金屬滑片P固定一起（彈簧的電阻不計）．
（1）電路設計：要使電子秤能正常工作，必須把點“2”與點“3”連接起來．
（2）刻度調試：
①調零．在托盤中無物體時，使金屬滑片P處于R_l最上端．此時電壓表的示數為零．
②標度．每次向托盤中增加100g的砝碼，在電壓表指針所指位置的刻度盤上標出相應的質量值．
當將1kg的物體放在托盤中．金屬滑片P剛好指在距R₁上端1/3處（如圖），請計算回答“1kg”應標在電壓表多少伏的位置上？（電阻R₀=5Ω，電阻R₁=15Ω，電源電壓U=3.0V，電壓表的量程為0～3.0V）
（3）繼續改進：小明在標示電子秤刻度時，發現電子秤的刻度與電壓表的刻度有不同特點．請說出不同之處______．于是，他又開始了新的研究．

Answer 1

解：（2）距R_l上端l/3處的電阻R=R₁=×15Ω=5Ω，
電路中的電流I===0.3A，
R₁兩端的電壓U₁=IR=0.3A×5Ω=1.5V，
（3）由（2）知R₁兩端的電壓U₁==，即與U₁與R的關系不是成正比的，反映在刻度上是不均勻的．而電壓表的刻度是均勻的．
故本題答案為：1.5V；電壓表刻度均勻，電子秤刻度不均勻．
分析：先計算出距R₁上端l/3處的電阻R，由歐姆定律計算出電路中的電流，再由U=IR計算R₁兩端的電壓，根據R₁兩端的電壓的表達式分析電子秤的刻度．
點評：本題是一道電學應用題，用到了電壓表的使用、歐姆定律、電阻的串聯等知識．第（3）中，R₁兩端的電壓U₁==，在刻度上反映出來是不均勻的．