Question

20．某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率，部分步驟如下：

（1）分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，長(zhǎng)度為50.3mm，直徑為5.310mm．
（2）選用多用電表的電阻“×1”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖丁所示，則該電阻的阻值約為22Ω；
（3）為更精確地測(cè)量其電阻，可供選擇的器材如下：
電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為2Ω）；
電流表A₂（量程l50mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
電壓表V₁量程lV，內(nèi)阻r=1000Ω）；
電壓表V₂（量程l5V，內(nèi)阻約為3000Ω）；
定值電阻R₀=1000Ω；
滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值5Ω）；
滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值l000Ω）；
電源E（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻r約為1Ω）；
開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干．
為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$，電壓表應(yīng)選V₁，電流表應(yīng)選A₂，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．（均填器材代號(hào)）
根據(jù)你選擇的器材，請(qǐng)?jiān)趫D丙所示的線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．

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．螺旋測(cè)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．
（2）用歐姆表測(cè)電阻的讀數(shù)為指針示數(shù)乘以倍率，當(dāng)指針指在中央附近時(shí)測(cè)量值較準(zhǔn)確；
（3）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值，應(yīng)測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法，根據(jù)待測(cè)電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表的接法，作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺讀出游標(biāo)尺零刻度左側(cè)對(duì)應(yīng)的主尺上面毫米的整數(shù)部分即50mm，游標(biāo)尺上面與主尺刻度線對(duì)齊的第3條，10分度游標(biāo)卡尺精確度為0.1mm，所以讀數(shù)為50mm+3×0.1mm=50.3mm．
螺旋測(cè)微器第一部分讀數(shù)為固定刻度，即5mm，找出可動(dòng)刻度與主尺對(duì)齊的刻度線，估讀一位，據(jù)圖可讀出對(duì)齊的刻度為31.0，乘以精確度0.01mm再加上固定刻度即最終讀數(shù)：5mm+31.0×0.01=5.310mm．
（2）歐姆檔測(cè)電阻為指針對(duì)應(yīng)刻度與倍率的乘積即：22×1=22Ω．
（3）由于電源電壓為4V，顯然電壓表選15V時(shí)不滿足讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$的要求，因此只能選V₁，而V₁量程又太小，而題目中給了一個(gè)定值電阻，將定值電阻與電壓表串聯(lián)，裝成一個(gè)新的電壓表，量程為2V，基本滿足要求，這樣由于電阻值約22Ω，因此回路電流最大約100mA左右，因此電流表選A₂，
為了測(cè)量精確，滑動(dòng)變阻器采分壓式接法，為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選用R₁，電路圖電流表采用外接法，如圖所示：
．
故答案為：（1）50.3，5.310；
（2）22；  
（3）V₁，A₂，R₁，如圖所示：．

點(diǎn)評(píng) 掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，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(cè)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．明確實(shí)驗(yàn)原理和誤差來(lái)源，明確電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的選擇要求．