Question

（1）用游標為50分度的卡尺測定某圓筒的內(nèi)徑時，卡尺上的示數(shù)如圖，可讀出圓筒的內(nèi)徑為

 

cm．

（2）“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖．
圖乙中的

 

是力F₁和F₂的合力的理論值；

 

是力F₁和F₂的合力的實際測量值．
（3）現(xiàn)較精確測量一只量程已知的電壓表內(nèi)阻，所給器材如下：
A．待測電壓表 V （量程3V，內(nèi)阻約3KΩ）
B．電流表 A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約0.01Ω）
C．電流表  A₂  （量程3mA，內(nèi)阻約5Ω）
D．定值電阻R（阻值1.5KΩ，額定電流0.5A）
E．電源E（電動勢約3V，內(nèi)阻不計）
F．滑動變阻器R₁，25Ω、額定電流0.5A
G．滑動變阻器R₂，2500Ω、額定電流0.1mA
E．開關(guān)、導(dǎo)線若干
①根據(jù)實驗要求電流表應(yīng)選擇

 

，滑動變阻器應(yīng)選擇

 

．（填寫儀器代號）
②請根據(jù)上述所選用的器材，設(shè)計一個能盡量減小實驗誤差的測量電路，在虛線框內(nèi)畫出原理圖，并完成實物連接圖．

Answer 1

分析：（1）游標為50分度的卡尺，游標1分度表示的長度為0.02mm．主尺讀出整毫米數(shù)，毫米的小數(shù)部分由游標尺讀出．根據(jù)游標尺上零刻度線右側(cè)與主尺對齊的刻度線序數(shù)讀出毫米的小數(shù)部分．
（2）合力的理論值是由平行四邊形定則作出的，實際值實驗測量的．
（3）將電路分成兩部分分析：一部分測量電路，一部分控制電路．測量的基本原理是伏安法．電壓表本身可讀出電壓，只要測量通過電壓表的電流，就可求出電阻．如直接將電壓表與電流表串聯(lián)，由于電壓表的內(nèi)阻很大，電流很小，測量誤差較大．可將電壓表與定值電阻并聯(lián)，再與電流表串聯(lián)．由電壓表讀出的電壓可求出定值電阻的電流，電流表測量干路電流，就可得到電壓表的電流．估算電流表的電流值，確定電流的量程．根據(jù)定值電阻的阻值與變阻器比較，選擇變阻器．

解答：解：（1）主尺讀數(shù)是5.4cm，游標尺上第7條刻度線與主尺對齊，表示長度為7×0.02mm=0.14mm=0.014cm，則圓筒的內(nèi)徑為為5.4cm+0.014cm=5.414cm．
    （2）圖中F是由F₁、F₂作出的合力，是理論值，F(xiàn)′是彈簧稱測量的合力，是實際值．
    （3）設(shè)計的電路如下圖．
         當(dāng)電壓表的讀數(shù)為量程時，定值電阻的電流最大，I_max=

U

R

=

3

1500

A=2mm，通過電壓表的電流很小，則流過電流表最大值大約為2mm．故電流表選擇A₂．
         定值電阻與電壓表并聯(lián)電阻大約為R_并=

RVR

RV+R

≈1000Ω，遠大于R₁，略小于R₂，故采用分壓電路，變阻器選擇R₁．
故答案是：（1）5.414cm        
          （2）F、F′
          （3）①A₂、R₁ ②實驗原理圖實物連接圖如下圖．

點評：測量電路的設(shè)計常常分成兩部分：一部分測量電路，一部分控制電路．測量電路，要盡量減小誤差．控制電路，當(dāng)用電器電阻遠大于變阻器最大阻值時，變阻器采用分壓式接法．