Question

10．如图所示，是一台压力计的部分工作原理图，它是以电压表指针的偏转程度来显示所测压力的大小，即电压表示数越大，压力越大，虚线框内R为滑动变阻器，R₀为定值电阻，请在虚线框中完成该工作电路图，要求：当滑动触头P在最上端时，压力为零，在最下端时达最大．此压力计刻度不均匀（“均匀”或“不均匀”）．

Answer 1

分析 根据题意的要求，当滑动触头P在最上端时，压力为零，说明此时其两端的电压为零，因此，这时只有R₀接入电路，电压表应并联在R的两端．
根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端电压（即电压表的示数）表达式即可判断．

解答 解：为了保护电路（避免电源短路），应将R与R₀串联，R₀为保护电阻；
由题意可知，以电压表指针的偏转程度来显示所测压力的大小，即压力越大，电压表示数越大；由图可知，压力越大，滑片P向下滑动，变阻器连入电路的电阻越大，要电压表示数变大，根据串联电路的分压特点可知，电压表应测量变阻器R两端的电压．如图所示：

滑动变阻器和定值电阻串联在电路中，压力F增大时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，
根据欧姆定律可知，通过电路的电流I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$．
R₀两端的电压：U₀=IR₀=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$×R₀=$\frac{U{R}_{0}}{{R}_{0}+R}$．
由于串联电路总电压等于各分电压之和，
所以滑动变阻器两端电压（即电压表的示数）：U_滑=U-U₀=U-$\frac{U{R}_{0}}{{R}_{0}+R}$．
由此可知：滑动变阻器两端的电压（即电压表的示数）与变阻器接入电路的电阻不成正比关系，所以压力计刻度不均匀．
故答案为：如上图所示；不均匀．

点评 本题考查电压表的应用，注意本题中R₀起到了保护电路的作用，知道变阻器R两端的电压变化特点，明确了这些就可顺利解决此题．