Question

【題目】學(xué)習(xí)了電學(xué)知識后，小明、小亮和小慧所在的興趣小組發(fā)現(xiàn)：電學(xué)量的變化往往能夠用來反映力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等物理量的變化。在老師的點(diǎn)撥下，他們在探究過程中不斷完善和優(yōu)化方案，共同設(shè)計(jì)了一種用電學(xué)量的變化來反映力學(xué)量——距離變化的裝置。
如圖所示是他們最初設(shè)計(jì)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(xì)均勻，電阻隨長度均勻變化。M是上下均有掛環(huán)、可沿豎直導(dǎo)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(jì)的水平金屬細(xì)桿，細(xì)桿、導(dǎo)線及P與ab均接觸良好，P在ab的中點(diǎn)時，對應(yīng)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(xì)桿和導(dǎo)軌外，他們還準(zhǔn)備了以下器材：
A.電源（提供4 V的穩(wěn)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(guān)S一個，導(dǎo)線（足夠長）若干

（1）認(rèn)真研究該原理圖后，小慧認(rèn)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(yīng)該 （填“讓其斷路”或“用一根導(dǎo)線替代”）。
（2）小明和小亮認(rèn)為：該裝置應(yīng)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(dá)到此目的，電壓表應(yīng)該選 （填器材序號字母）；定值電阻R0應(yīng)該選阻值為Ω的。
（3）在他們改進(jìn)并初步完善的設(shè)計(jì)方案中，P在ab的中點(diǎn)，M既不上移也不下移時，電壓表的示數(shù)是。

Answer 1

【答案】
（1）用一根導(dǎo)線代替
（2）C；3
（3）1.5
【解析】（1）電流表的內(nèi)阻非常小，近似于一根導(dǎo)線，則電流表所在處應(yīng)該用一根導(dǎo)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(dāng)電壓表示數(shù)最大為3V時，定值電阻R0兩端的電壓為1V，由串聯(lián)分壓U1/U2=R1/R2可知，定值電阻阻值為3Ω。（3） P在ab的中點(diǎn)，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(lián)分壓U1/U2=R1/R2可知，則電壓表的示數(shù)是U=[4.5Ω/（9Ω+3Ω）] ×4 V =1.5V。
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解歐姆定律的內(nèi)容(歐姆定律：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)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)．