Question

（附加題）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．下列電路連接正確的是______．
A．點“3”與點“2”連接；
B．點“1”與點“3”連接；
C．點“2”與點“1”連接．
（2）故障排除：小明在正確完成電路連接后．閉合電鍵S，改變托盤中物體的質量，發現電壓表始終沒有示數，發生故障的原因可能有______．
A．R斷路；B．R₁短路；C．電壓表斷路；D．金屬滑片P處斷路
（3）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．如圖所示，當將3kg的物體放在托盤中．金屬滑片P剛好指在距R_l上端l/5處．已知：電阻R=5Ω，電阻R₁的最大值15Ω，電源電壓U=4.5V，電壓表的量程為O～3.0V．
請問“3kg”應標在電壓表多少伏的位置上？

Answer 1

【答案】分析：該電子秤是利用滑動變阻器的變阻原理，通過電壓表的示數變化反應所測質量大小，分析時注意滑動變阻器的連接和動態分析．
解答：解：（1）電路設計：要使電子秤能正常工作（質量大小變化時，引起連入電阻變化、電壓表的示數變化），應將點“3”與點“2”連接．
（2）電壓表始終沒有示數，說明原因有：①電路某處開路，②電壓表短路（兩個接線柱之間電阻為零，電壓為零）；金屬滑片P處斷路，電壓表還接在電源上，有示數．所以發生故障的原因可能有：A．R斷路，B．R₁短路，C．電壓表斷路
（3）∵當將3kg的物體放在托盤中，金屬滑片P剛好指在距R_l上端處，
∴連入電阻R₁′=×15Ω=3Ω
∵，即：
∴U₁′=1.7V
故選A，A、B、C，“3千克”應標在電壓表1.7V的位置上．
點評：在設計圖中找出滑動變阻器、會連接，并會利用其變阻原理分析是本題關鍵．