4．學習了電學知識后，小明、小亮和小艷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．在馮老師的點撥下，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．
（1）如圖甲所示是他們最初設計的裝置原理圖．圖中R
0是定值電阻，ab是總電阻為9歐、長60cm、粗細均勻、電阻隨長度均勻變化，且沿豎直方向固定放置的金屬桿，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，細桿與導線以及P與ab均接觸良好，P在ab的中點時，對應于M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4V的穩定電壓）
B．電流表A（量程0-0.6A）
C．電壓表V
1（量程0～3V）
D．電壓表V
2（量程0～15V）
E．定值電阻R0（1歐、3歐、5歐和6歐的電阻各一個）
F．開關S一個，導線（足夠長）若干
①認真研究該原理圖后，小艷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用一根導線替代（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M移動的距離值．要達到此目的，電壓表應該選C（填器材序號字母）；定值電阻應該選阻值為3歐的．
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1.5V．
（2）馮老師在充分肯定他們的設計方案后，提出-個建議：能否在上述改進并初步完善的方案基礎上再想想辦法，使測量的距離范圍更大？他們經過熱烈討論后，決定增加一組滑輪組試試如圖乙中的A、B、C是小明、小亮和小艷分別畫出的滑輪組與M連接的示意圖．他們希望通過電表的示數間接反映繩上N點的移動距離，且要求N點移動距離范圍超過M．
①小明的連接方式能夠達到目的嗎？請說明理由．不能，根據滑輪組繩的繞法可知，N點的移動距離范圍小于M．
②小亮（填“小明”、“小亮”或“小艷”）的連接方式，測量的N點移動距離范圍最大．該連接方式中，電壓表量程的l/3刻度線處表示的N點移動距離為50cm（填“向上”或“向下”移動的距離值）．
階梯計算系列答案
