Question

2．某同學(xué)要測量一分布均勻材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
（1）用游標(biāo)為 20 分度的卡尺測量其長度如圖1，由圖可知其長度為49.15mm；
（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測得此圓柱體的電阻阻值，表盤的示數(shù)如圖3，則該電阻的阻值約為Ω150Ω．
（4）為了更加準(zhǔn)確地測出該圓柱體的電阻，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可選擇：
A．電源 E （電動勢 6V、內(nèi)阻可忽略不計(jì)）
B．電流表A₁（量程 0～0.6A，內(nèi)阻約 0.12Ω）
C．電流表A ₂（量程 0～20mA，內(nèi)阻約 200Ω）
D．電壓表V₁（量程 0～3V，內(nèi)阻約 3kΩ）
E．電壓表V₂（量程 0～15V，內(nèi)阻約 15kΩ）
F．待測電阻R_x
G．滑動變阻器R₀ （ 0～10Ω，允許最大電流 2.0A ）
其中電流表選擇C．電壓表選擇D．
請選擇合適的器材在圖4方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路并標(biāo)出所選實(shí)驗(yàn)器材的代號．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時(shí)需估讀到0.001mm．
（3）歐姆表讀數(shù)時(shí)要用示數(shù)乘以倍率．
（4）電壓表和電流表的讀數(shù)時(shí)要根據(jù)電表的量程及最小分度選擇電流表與電壓表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求選擇滑動變阻器的接法，然后作出電路圖．

解答 解：（1）游標(biāo)為20分度，其測量精度為0.05mm，由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：49mm+3×0.05mm=49.15mm；
（2）由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：4..5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋粗測電阻，由圖3所示表盤可知，待測電阻阻值為：15×10=150Ω．
（4）電源電動勢為6V，為減小讀數(shù)誤差，電壓表應(yīng)選擇D；電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{150Ω}$=0.02A=20mA，則電流表應(yīng)選擇C；
待測電阻阻值約150Ω，電流表內(nèi)阻約為200Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，滑動變阻器最大阻值為10Ω，為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）49.15；（2）4.700；（3）150；（4）C；D；電路圖如圖所示．

點(diǎn)評 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，對游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)，要注意游標(biāo)尺的精度．根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法是設(shè)計(jì)電路圖的關(guān)鍵．