Question

【題目】學習了電學知識后，小明、小亮和小慧所在的興趣小組發現：電學量的變化往往能夠用來反映力學、熱學、光學等物理量的變化。在老師的點撥下，他們在探究過程中不斷完善和優化方案，共同設計了一種用電學量的變化來反映力學量——距離變化的裝置。
如圖所示是他們最初設計的裝置原理圖。圖中R0是定值電阻，ab是沿豎直方向固定放置的金屬桿，其總電阻為9Ω，長60cm，粗細均勻，電阻隨長度均勻變化。M是上下均有掛環、可沿豎直導軌上下移動的小物塊，M上連有一根左端有滑片P、電阻不計的水平金屬細桿，細桿、導線及P與ab均接觸良好，P在ab的中點時，對應于肘既不上移也不下移的位置。
除金屬桿ab、小物塊M、金屬細桿和導軌外，他們還準備了以下器材：
A.電源（提供4 V的穩定電壓）
B.電流表A（量程0—0.6 A）
C.電壓表V1（量程0～3 V）
D.電壓表V2（量程0～15V）
E.定值電阻R0（1Ω、3Ω、5Ω和6Ω的電阻各一個）
F.開關S一個，導線（足夠長）若干

（1）認真研究該原理圖后，小慧認為圖中只需一個電表即可，于是她將電流表去掉，則電流表所在處應該 （填“讓其斷路”或“用一根導線替代”）。
（2）小明和小亮認為：該裝置應該盡量大地反映M移動的距離范圍，同時還希望電壓表上的每根刻度線都能夠表示出肘移動的距離值。要達到此目的，電壓表應該選 （填器材序號字母）；定值電阻R0應該選阻值為Ω的。
（3）在他們改進并初步完善的設計方案中，P在ab的中點，M既不上移也不下移時，電壓表的示數是。

Answer 1

【答案】
（1）用一根導線代替
（2）C；3
（3）1.5
【解析】（1）電流表的內阻非常小，近似于一根導線，則電流表所在處應該用一根導線替代。（2） 電壓表的量程越小，精確度越高；由于電源電壓4 V，金屬桿的總電阻為9Ω，由圖可知，當電壓表示數最大為3V時，定值電阻R0兩端的電壓為1V，由串聯分壓U1/U2=R1/R2可知，定值電阻阻值為3Ω。（3） P在ab的中點，M既不上移也不下移時，電壓表測量的電阻的阻值為4.5Ω，由串聯分壓U1/U2=R1/R2可知，則電壓表的示數是U=[4.5Ω/（9Ω+3Ω）] ×4 V =1.5V。
【考點精析】認真審題，首先需要了解歐姆定律的內容(歐姆定律：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比．公式：I =U/R 式中單位：I→安(A)；U→伏(V)；R→歐(Ω)．1安=1伏/歐)．