Question

在学校举行的物理创新大赛上，小明所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图所示．压力表是由电压表改装而成，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器，金属指针OP可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计．M为弹簧，在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比．以下说法正确的是（　　）

A．压力表刻度右边示数小，压力表刻度不均匀

B．压力表刻度右边示数大，压力表刻度均匀

C．压力表刻度右边示数大，压力表刻度不均匀

D．压力表刻度右边示数小，压力表刻度均匀

Answer 1

分析：比较甲乙两图，放上重物A时，滑片所处的位置相同，但甲图中R₂只是连入了上半部分，而乙图中R₂全连入，两图中总电阻不同，电源电压相同，由欧姆定律可知两图中电流不同，而R_PC=R_PC′，再根据欧姆定律得出电压表的示数大小关系；
甲装置中，当改变托盘所受的压力时，R₂接入电路中的电阻发生变化，电路中的电流发生变化，压力表的刻度不均匀；
乙装置中，当改变托盘所受的压力时，R₂接入电路中的电阻不发生变化，电路中的电流不变，压力表的刻度是均匀的．

解答：解：如图，放上重物A时，滑片所处的位置相同，R_PC=R_PC′，但甲图中R₂只是连入了上半部分，而乙图中R₂全连入，两图中总电阻R_甲＜R_乙，因为电源电压相同，由欧姆定律可知两图中电流I_甲＞I_乙，因为U=IR，所以U_PC＞U_PC′，即甲图中电压表示数大，即压力表刻度左边示数大、右边示数小；
甲装置中，当改变托盘所受的压力时，R₂接入电路中的电阻发生变化，电路中的电流I_甲发生变化，
∵U₂=I_甲R₂，
∴U₂与R₂不成正比，
∴甲压力表的刻度不均匀；
乙装置中，当改变托盘所受的压力时，R₂接入电路中的电阻不发生变化，电路中的电流I_乙不变，
∵U₂=I_乙R₂，
∴U₂与R₂成正比，
∴乙压力表的刻度是均匀的．
故选D．

点评：本题是一道综合性题目，考查了欧姆定律、串联电路的电压关系，这是一道相对新型的题目，一定要学会审题和看图，这是关键．