Question

7．某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖1，由圖可知其直徑為4.700 cm；
（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度1.15cm
（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖3，則該電阻的阻值約為220Ω．
（4）該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：待測(cè)圓柱體電阻R

A．電流表A₁（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
B．電流表A₂（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
C．電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
D．電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
E．直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）
F．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
G．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，則選擇B、C、E、F、H）填寫所用器材的代號(hào)）．
（5）在圖4線框中畫出電路圖．

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；
（2）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)；
（3）歐姆表指針示數(shù)與檔位的乘積是歐姆表示數(shù)；
（4）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量選擇實(shí)驗(yàn)器材；
（5）根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，根據(jù)待測(cè)電阻阻值與滑動(dòng)變阻器最大阻值間的關(guān)系確定滑動(dòng)變阻器的接法，然后作出電路圖．

解答 解：（1）由圖1所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（2）由圖2所示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：11mm+10×0.05mm=11.5mm=1.15cm；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋，由圖3所示表盤可知，待測(cè)電阻阻值：R=22×10=220Ω；
（4）電源電動(dòng)勢(shì)為4V，電壓表應(yīng)選V₁，電路最大電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{220}$≈0.0136A=13.6mA，電流表應(yīng)選A₂，
為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁，實(shí)驗(yàn)還需要：電源、導(dǎo)線及開關(guān)，故需要的實(shí)驗(yàn)器材有：B、C、E、F、H；
（5）待測(cè)電阻阻值約為220Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，電流表內(nèi)阻約為30Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，
電流表應(yīng)采用外接法，滑動(dòng)變阻器最大阻值為15Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值，
為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

故答案為：（1）4.700；（2）1.15；（3）220；（4）B、C、E、F、H；（5）電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺、歐姆表讀數(shù)，考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀，注意游標(biāo)卡尺的分度；應(yīng)根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小或待測(cè)電阻的額定電壓來選擇電壓表量程，根據(jù)通過待測(cè)電阻的最大電流來選擇電流表的量程；當(dāng)待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)選外接法；當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻值時(shí)或要求電流從零調(diào)時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式；當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)或要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)．