Question

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，必须把点“2”与点“3”连接起来．
（2）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．
当将1kg的物体放在托盘中．金属滑片P刚好指在距R₁上端1/3处（如图），请计算回答“1kg”应标在电压表多少伏的位置上？（电阻R₀=5Ω，电阻R₁=15Ω，电源电压U=3.0V，电压表的量程为0～3.0V）
（3）继续改进：小明在标示电子秤刻度时，发现电子秤的刻度与电压表的刻度有不同特点．请说出不同之处______．于是，他又开始了新的研究．

Answer 1

解：（2）距R_l上端l/3处的电阻R=R₁=×15Ω=5Ω，
电路中的电流I===0.3A，
R₁两端的电压U₁=IR=0.3A×5Ω=1.5V，
（3）由（2）知R₁两端的电压U₁==，即与U₁与R的关系不是成正比的，反映在刻度上是不均匀的．而电压表的刻度是均匀的．
故本题答案为：1.5V；电压表刻度均匀，电子秤刻度不均匀．
分析：先计算出距R₁上端l/3处的电阻R，由欧姆定律计算出电路中的电流，再由U=IR计算R₁两端的电压，根据R₁两端的电压的表达式分析电子秤的刻度．
点评：本题是一道电学应用题，用到了电压表的使用、欧姆定律、电阻的串联等知识．第（3）中，R₁两端的电压U₁==，在刻度上反映出来是不均匀的．