Question

6．某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖1，由圖可知其長度為50.15mm；用螺旋測微器測量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為4.700mm；

（2）該同學(xué)直接用多用電表測其電阻．用已經(jīng)調(diào)零且選擇旋鈕指向歐姆擋“×100”的位置測量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，這時應(yīng)將選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置，歐姆調(diào)零后測量，其表盤及指針所指位置如圖所示，則電阻為220Ω．
（3）該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R；
電流表A₁（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）；電流表A₂（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）；電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）；
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）；滑動變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）；
滑動變阻器R₂（阻值范圍0～20kΩ，允許通過的最大電流0.5A）；
開關(guān)S； 導(dǎo)線若干．
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在方框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)；螺旋測微器固定刻度示數(shù)與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)；
（2）用歐姆表測電阻應(yīng)選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線附近，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；
（3）電壓從零調(diào)起，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后作出實驗電路圖．

解答 解：（1）由圖示游標卡尺可知，主尺示數(shù)是5cm=50mm，游標尺示數(shù)是3×0.05mm=0.15mm，則圓柱體的長度是50mm+0.15mm=50.15mm；
由圖示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)是4.5mm，可動刻度示數(shù)是20.0×0.01mm=0.200mm，圓柱體的直徑是4.5mm+0.200mm=0.4700mm；
（2）選擇旋鈕置于歐姆擋“×100”的位置，指針偏轉(zhuǎn)角度太大，說明所選擋位太大，為準確測量電阻阻值較小誤差，應(yīng)將選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置，歐姆調(diào)零后測量，其表盤及指針所指位置如圖所示，則電阻為：22×10=220Ω．
（3）電源電動勢為4V，電壓表應(yīng)選：V₁，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{220}$≈0.014A=14mA，電流表應(yīng)選A₂，
為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇R₁，由于電阻阻值遠大于滑動變阻器最大阻值，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，
$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{220}{30}$≈7.3，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{10000}{220}$≈45.5，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應(yīng)采用外接法，實驗電路圖如圖所示：

故答案為：（1）50.15；4.700；（2）×10，220；（3）電路圖如圖所示．

點評 本題考查了游標卡尺與螺旋測微器的讀數(shù)，游標卡尺與螺旋測微器是高中物理的常用實驗器材，它們的讀數(shù)問題是高考的�？純�(nèi)容，一定要掌握．