Question

（附加题）如图是小明自制电子秤的原理示意图．托盘、轻弹簧上端和金属滑片P固定一起（弹簧的电阻不计）．
（1）电路设计：要使电子秤能正常工作．下列电路连接正确的是______．
A．点“3”与点“2”连接；
B．点“1”与点“3”连接；
C．点“2”与点“1”连接．
（2）故障排除：小明在正确完成电路连接后．闭合电键S，改变托盘中物体的质量，发现电压表始终没有示数，发生故障的原因可能有______．
A．R₀断路；B．R₁短路；C．电压表断路；D．金属滑片P处断路
（3）刻度调试：①调零，在托盘中无物体时，使金属滑片P处于R_l最上端．此时电压表的示数为零．
②标度，每次向托盘中增加100g的砝码，在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值．如图所示，当将3kg的物体放在托盘中．金属滑片P刚好指在距R_l上端l/5处．已知：电阻R₀=5Ω，电阻R₁的最大值15Ω，电源电压U=4.5V，电压表的量程为O～3.0V．
请问“3kg”应标在电压表多少伏的位置上？

Answer 1

解：（1）电路设计：要使电子秤能正常工作（质量大小变化时，引起连入电阻变化、电压表的示数变化），应将点“3”与点“2”连接．
（2）电压表始终没有示数，说明原因有：①电路某处开路，②电压表短路（两个接线柱之间电阻为零，电压为零）；金属滑片P处断路，电压表还接在电源上，有示数．所以发生故障的原因可能有：A．R₀断路，B．R₁短路，C．电压表断路
（3）∵当将3kg的物体放在托盘中，金属滑片P刚好指在距R_l上端处，
∴连入电阻R₁′=×15Ω=3Ω
∵，即：
∴U₁′=1.7V
故选A，A、B、C，“3千克”应标在电压表1.7V的位置上．
分析：该电子秤是利用滑动变阻器的变阻原理，通过电压表的示数变化反应所测质量大小，分析时注意滑动变阻器的连接和动态分析．
点评：在设计图中找出滑动变阻器、会连接，并会利用其变阻原理分析是本题关键．