滑动变阻器制秤及其改进

宋崇玉

^改变电路中的电流的最简洁的方法就是改变电阻，而由于改变电阻的不同原因，就可以将电流表或者电压表改装成其他不同的测量仪器。例如机动车里的油量表等。这里我们对用同样的方法得到的质量“电子秤”进行设计原理分析及说明，一方面巩固电路的基本知识，另一方面培养学生学以致用的能力。

如图一所示，它是用滑动变阻器制秤的原理图。托盘、轻弹簧上端和金属滑片固定在一起，弹簧的电阻不计。当将1㎏的物体放在托盘上的时候，金属滑片P刚好指在R1的三分之一处。电阻R1的阻值为15Ω, 电阻R2的阻值为5Ω。

问A、B、C三个接线柱如何连接该秤才能使用？【】

11A、C 22A、B 33B、C

分析解答：

若A、C相连，R1全部连入电路，则P移动时候，电路中的电流不变，电压表示数不变，无法表达盘中被测物体质量变化。

若A、B相连，电路断路，电压表测的是电源电压，P移动时候，电压表示数也不变。

所以应该B、C相连。正确的答案是33。

当将B、C相连的时候，盘中物体质量增加或减少，滑片P 向下或向上移动，电压表所测的电阻变大或变小，根据串联分压可知，电压表示数变大或变小，表明物体质量的增加或减少。电压表上刻度盘上标上质量数,秤就做成了。

讨论:

当盘上放m1=1㎏的物体时，滑片在三分之一处，

∴ R/1= 13R1= 5Ω

∴ U/ = R/1 R/2+ R2 UE= 55 + 5×3V = 1.5V

也就是说,电压表上的1.5V刻度处应该标上1㎏.

当盘上放m2=2㎏的物体时，滑片在三分之二处，∴ R//1= 23R1= 10Ω

∴ U// = R//1 R//2+ R2 UE= 510 + 5×3V = 2V

也就是说,电压表上的2V刻度处应该标上2㎏。

当盘上放m3=3㎏的物体时，滑片在最底端，

∴ R///1= R1= 15Ω

∴ U/// = R///1 R///2+ R2 UE= 515 + 5×3V = 2.25V

也就是说,电压表上的2.25V刻度处应该标上3㎏。

m3－m2=m2－m1但U///－U//

经过如图二所示的改进就可以使其刻度均匀。

R1与R2组成一个串联电路,电压表测量的是滑片以上电阻两端的电压。

电路中的电流

I=UER总=UER1+R2=3V15Ω+5Ω=0.15A

当盘上放m1=1㎏的物体时，滑片在三分之一处，此时电压表示数：

U/ = IR/1= I13R1= 0.15A×5Ω = 0.75V

当盘上放m2=2㎏的物体时，滑片在三分之二处，此时电压表示数：

U// = IR//1= I23R1= 0.15A×10Ω = 1.5V

当盘上放m3=3㎏的物体时，滑片在最底端，此时电压表示数：

U/// = IR///1= IR1= 0.15A×15Ω = 2.25V

显然，U///－U//＝U//－U/也就是说质量的均匀变化，引起电压表示数的均匀变化。也就是说秤的刻度是均匀的。