Question

10．如圖所示，是一臺壓力計(jì)的部分工作原理圖，它是以電壓表指針的偏轉(zhuǎn)程度來顯示所測壓力的大小，即電壓表示數(shù)越大，壓力越大，虛線框內(nèi)R為滑動變阻器，R₀為定值電阻，請?jiān)谔摼�框中完成該工作電路圖，要求：當(dāng)滑動觸頭P在最上端時，壓力為零，在最下端時達(dá)最大．此壓力計(jì)刻度不均勻（“均勻”或“不均勻”）．

Answer 1

分析 根據(jù)題意的要求，當(dāng)滑動觸頭P在最上端時，壓力為零，說明此時其兩端的電壓為零，因此，這時只有R₀接入電路，電壓表應(yīng)并聯(lián)在R的兩端．
根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動變阻器兩端電壓（即電壓表的示數(shù)）表達(dá)式即可判斷．

解答 解：為了保護(hù)電路（避免電源短路），應(yīng)將R與R₀串聯(lián)，R₀為保護(hù)電阻；
由題意可知，以電壓表指針的偏轉(zhuǎn)程度來顯示所測壓力的大小，即壓力越大，電壓表示數(shù)越大；由圖可知，壓力越大，滑片P向下滑動，變阻器連入電路的電阻越大，要電壓表示數(shù)變大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，電壓表應(yīng)測量變阻器R兩端的電壓．如圖所示：

滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)在電路中，壓力F增大時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，
根據(jù)歐姆定律可知，通過電路的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$．
R₀兩端的電壓：U₀=IR₀=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$×R₀=$\frac{U{R}_{0}}{{R}_{0}+R}$．
由于串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和，
所以滑動變阻器兩端電壓（即電壓表的示數(shù)）：U_滑=U-U₀=U-$\frac{U{R}_{0}}{{R}_{0}+R}$．
由此可知：滑動變阻器兩端的電壓（即電壓表的示數(shù)）與變阻器接入電路的電阻不成正比關(guān)系，所以壓力計(jì)刻度不均勻．
故答案為：如上圖所示；不均勻．

點(diǎn)評 本題考查電壓表的應(yīng)用，注意本題中R₀起到了保護(hù)電路的作用，知道變阻器R兩端的電壓變化特點(diǎn)，明確了這些就可順利解決此題．