Question

学校物理兴趣小组利用学习过的知识和使用过的器材设计了一种“油量表”，用它来测量油箱内油面的高低，其原理结构如图甲所示．图中P和ab为金属片，R′为定值电阻．其中R′=24Ω，R_ab的最大值为72Ω，电源电压为12V不变．问：

（1）根据其原理图，油量表即我们学习使用过的________表，按照题目条件和图甲的设计，其最大示数可以达到________．
（2）R′的主要作用是________．
（3）油量表设计好之后，有同学认为甲图的设计有不足之处，即油箱内油面的高、低变化与油量表示数的大、小变化并不一致．于是，他们将图甲的电路设计稍作改动便改善了这个不足．请你在不更换器材的前提下，在乙图中画出他们改进了的电路，使油箱内油面的高、低变化与油量表示数的大、小变化保持一致．

Answer 1

解：（1）∵油量表与R_ab是并联的；
∴油量表是电压表．
又∵R′与R_ab串联，
∴根据串联分压可知：=；
又∵U₁+U₂=12V；
∴U₂=9V，即R_ab两端的电压为9V．
（2）R′的作用是可以防止P滑到b端时电源短路烧坏电源，保护电路．
（3）因为串联电路起分压作用，当滑动变阻器分得电压较小时，定值电阻分得的电压就较大，故将电压表并联在定值电阻两端，如图所示：

故答案为：（1）电压 9V
（2）防止当P滑到b端时电源短路．
分析：（1）根据重量表是串联还是并联即可判定是电压表还是电流表；当称量物体重量达到最大值时，R_ab的阻值达到最大值，再根据“串联分压”即可求得R_ab两端的电压．
（2）如果没有定值电阻的话，则当油箱中的油越来越多的时候，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，可能会烧坏电源．
（3）根据串联电路分压的特点，将电压表并联在定值电阻两端．
点评：在现实生活中很多测量仪器都是由电流表或者电压表改装而成的，它们通过电路中的电流或电压的变化来显示所测物理量的变化的．