【分析】
要解决本题,需分两步分析:第一步分析图(a)的电路结构,确定R₁的作用和仪表类型:观察电路,R₁与滑动变阻器R、仪表串联,若滑动变阻器接入电阻为0,电路会短路,因此R₁起保护作用;电流表需串联在电路中,电压表需并联,仪表串联所以是电流表。第二步分析原电路的不合理性:体重越大,弹簧压缩使滑片下移,滑动变阻器接入电路的电阻变化,结合欧姆定律判断电流变化,发现体重越大电流越小,不符合体重计“体重越大示数越大”的需求,进而设计合理电路,需让体重越大接入电阻越小、电流越大。
【解析】
(1)当滑动变阻器R接入电路的阻值为0时,电路会发生短路,损坏电源,因此R₁的作用是保护电路;由于仪表串联在电路中,电流表的使用规则是串联接入电路,电压表是并联,所以此体重计仪表是用电流表改装而成的。
(2)图(a)中,人的体重越大,弹簧压缩量越大,滑动变阻器R接入电路的电阻越大,电路总电阻越大,电源电压不变,根据欧姆定律I=U/R总,电路中的电流越小,即体重越大,电流表示数越小,不符合体重计“体重越大,示数越大”的设计要求,因此设计不合理。合理电路需使体重越大,滑动变阻器接入电路的电阻越小,电流越大,合理的电路连接见

。
【答案】
(1)保护电路;电流表 (2)不合理原因:体重越大,接入电路中的电阻越大,电流表的示数越小;合理的电路连接见

【知识点】
欧姆定律、滑动变阻器、电路保护
【点评】
本题结合电子体重计的实际应用,考查电路分析与设计,需掌握滑动变阻器的工作原理、欧姆定律的应用,以及电流表的使用特点,同时要能根据实际需求判断电路合理性并修正,是初中物理电路部分的典型应用题。
【难度系数】
0.5