Question

为锻炼身体，小明设计了一个电子拉力计．如图6所示，金属滑片P与电阻R₁接触良好，将电表（可以是电流表，也可以是电压表）改装成显示拉力大小的仪表．要求开关闭合后，向左拉力增大，电表示数随之增大．下列设计符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：由图所示可知，向左拉弹簧时，拉力增大，滑动变阻器的连入电路的阻值变大，根据欧姆定律和串联电路的特点逐个判断各电路中电表示数的变化，然后分析找出符合题意的设计电路图即可．
解答：解：选项中A、C、D中，定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，闭合开关S后，拉力F增大时滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以根据欧姆定律可知电路中电流会变小；这时由U₂=IR₂可知定值电阻R₂两端的电压变小；滑动变阻器两端的电压由U₁=U-U₂可判断出是增大．
A图中，电流表是测量串联电路中的电流，由上分析可知示数是变小的，故不符合题意；
B图中，电流表与滑动变阻器并联，对变阻器短路，滑片的移动不改变电路中的电流，电流示数不变，故不符合题意；
C图中，电压表与定值电阻并联，测量的是定值电阻两端的电压，由上分析可知定值电阻R₂两端的电压变小；所以电表示数是变小的，故不符合题意；
D图中，电压表与滑动变阻器并联，测量的是滑动变阻器两端的电压，由上分析可知滑动变阻器两端的电压变大；所以电表示数是变大的，故符合题意；
故选D．
点评：本题考查运用欧姆定律结合滑动变阻器的使用，利用串联电路的特点判断电路中各元件上的电压和电流的变化，达到有效解决生活中实际问题的目的．