Question

3．如圖所示是小明設(shè)計(jì)的拉力計(jì)的原理圖，他把電壓表的表盤改成拉力計(jì)表盤，希望能體現(xiàn)出當(dāng)拉力增大時(shí)，電壓表的示數(shù)均勻增大．電源電壓恒定，下列設(shè)計(jì)能滿足他的要求的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電壓表測(cè)量的對(duì)象以及電路的特點(diǎn)分析儀表示數(shù)的變化，然后得出符合題意的答案．

解答 解：A．由電路圖可知，R₀與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知總電阻為R+R₀，電路中的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$，電壓表的示數(shù)U₀=IR₀=$\frac{U{R}_{0}}{{R}_{0}+R}$，當(dāng)拉力增大時(shí)，R值減小，電壓表的示數(shù)增大，但不是均勻增大，故A不符合題意；
B．由電路圖可知，R₀與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知總電阻為R+R₀，電路中的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$，電壓表的示數(shù)U₀=IR₀=$\frac{UR}{{R}_{0}+R}$=$\frac{U}{\frac{{R}_{0}}{R}+1}$，當(dāng)拉力增大時(shí)，R值減小，電壓表的示數(shù)減小，故B不符合題意；
C．由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)滑片P下端部分電阻絲兩端的電壓，由電壓表的內(nèi)阻很大、在電路中相當(dāng)于斷開可知滑片的移動(dòng)不能改變接入電路中的電阻，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流不變，當(dāng)拉力增大時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量和拉力成正比，則電壓表所測(cè)部分電阻的阻值均勻增大，電壓表的示數(shù)均勻增大，故C符合題意；
D．由電路圖可知，R₀與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知總電阻為R+R₀，電路中的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$，電壓表的示數(shù)U₀=IR₀=$\frac{UR}{{R}_{0}+R}$=$\frac{U}{\frac{{R}_{0}}{R}+1}$，當(dāng)拉力增大時(shí)，R值減小，電壓表的示數(shù)減小，故D不符合題意．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是分析電路的結(jié)構(gòu)和電壓表所測(cè)的電路元件．