Question

一道高二电学物理题

如图所示为某研究性学习小组自制电子秤原理图 利用电压表的示数来称量物体的重
Ro为限流电阻，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接 当盘中没有放物体时 电压表的示数为零 托盘与弹簧的质量均不计 电压表可视为理想电表 不计一切摩擦和其他阻力则

A 待测物体越重电压表示数越大 但电压表示数与待测物体的重不成正比
B待测物体越重电压表示数越大 且电压表示数与待测物体的重成正比
C待测物体越重电压表示数越小 但电压表示数与待测物体的重不成反比
D待测物体越重电压表示数越小 但电压表示数与待测物体的重成反比
如图

Answer 1

B
因为不计一切摩擦和其他阻力，托盘与弹簧的质量均不计，则弹簧的压缩（形变）长度与待测物体成正比（在弹性限度内）；而电压表可视为理想电表，则其显示电压值与滑动变阻器的滑动端阻值成正比。
所以待测物体越重电压表示数越大且电压表示数与待测物体的重成正比。

这里考弹簧弹力胡克定律、理想电表的内阻、串联电路电压分配等概念。

Answer 2

电压表示数=IR=ER/(R+R0+r),待测物体越重,滑动电阻在滑动端上方的R值越大，电压表示数越大。
电压表示数与待测物体的重不成正比。(因为分母还有R)
所以，选A。

Answer 3

设弹簧弹力系数为k，加物体后弹簧位移x，则kx=mg，x对应滑动变阻器位移，滑动变阻器总阻值设为R，总长度设为l则电压表示数＝(E*R*x)/{（R0+r+R）*l}＝(E*R*mg)/{（R0+r+R）*l*k}，于是电压表示数与待测物体和重成正比，且越来越大，故选B