Question

10．有一種新型的材料，電阻率約為10^-1～1Ω•m．為了準(zhǔn)確測定它的電阻率，某同學(xué)截取了一段用該種材料制成的導(dǎo)線，用游標(biāo)卡尺（游標(biāo)為20分度）測量它的長度，用螺旋測微器測量它的直徑，如圖1所示．請讀出導(dǎo)線的長度測量值L=85.50mm，直徑測量值d=6.700mm．

實(shí)驗(yàn)中還需要測量導(dǎo)線的電阻，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材：
電源E（電動(dòng)勢6V）                 電流表A₁（量程5mA）
電流表A₂（量程0.6A）               電壓表V（量程3V）
滑動(dòng)變阻器R（最大阻值20Ω）        開關(guān)、導(dǎo)線若干
請選用合適的器材，設(shè)計(jì)測量電路，并根據(jù)你所設(shè)計(jì)的電路在圖3中將選用的器材連成符合要求的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖．

Answer 1

分析 游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．通過估算電路中的最大電流來選擇電流表量程；根據(jù)要求“測得多組數(shù)據(jù)”可知．變阻器應(yīng)采用分壓式接法．

解答 解：根據(jù)圖1可知，游標(biāo)卡尺第10根刻度與固定刻度9.5cm重合，則可知，游標(biāo)的0刻度在8.5cm-8.6cm之間，所以游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為85mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10mm=0.50mm，所以最終讀數(shù)為85.50mm，
螺旋測微器固定刻度為6.5mm，可動(dòng)刻度為0.01×20.0=0.200mm，所以最終讀數(shù)為6.700mm．
根據(jù)電阻定律得：R_x=ρ$\frac{L}{S}$，又 S=$\frac{1}{4}πrdzvkjm^{2}$，帶入數(shù)據(jù)得：R_x≈1×$\frac{0.085}{\frac{1}{4}π×（6.67×1{0}^{-3}）^{2}}$≈2200Ω
則電流I=$\frac{U}{{R}_{x}}=\frac{6}{2200}=2.7mA$，所以電流表選A₁，由于導(dǎo)線的電阻較大，所以電流表用內(nèi)接法，為了使電壓調(diào)節(jié)范圍較大，滑動(dòng)變阻器用分壓式，電路圖如圖所示，根據(jù)電路圖連成的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖如圖所示：

故答案為：85.50；6.700；如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)；螺旋測微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)；游標(biāo)卡尺不需要估讀，螺旋測微器需要估讀，對(duì)游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)，要注意游標(biāo)尺的精度．