Question

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

A．電流表A₁（量程0～4mA，內阻約50Ω）
B．電流表A₂（量程0～10mA，內阻約30Ω）
C．電壓表V₁（量程0～3V，內阻約10kΩ）
D．電壓表V₂（量程0～15V，內阻約25kΩ）
E．直流電源E（電動勢4V，內阻不計）
F．滑動變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
G．滑動變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
H．開關S及導線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數據進行分析，則選擇B、C、E、F、H）填寫所用器材的代號）．
（5）在圖4線框中畫出電路圖．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數之和是螺旋測微器的示數；
（2）游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的示數；
（3）歐姆表指針示數與檔位的乘積是歐姆表示數；
（4）根據電源電動勢選擇電壓表，根據電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作應選擇最大阻值較小的滑動變阻器，根據實驗原理與實驗需要測量的量選擇實驗器材；
（5）根據待測電阻阻值與電表內阻的關系確定電流表接法，根據待測電阻阻值與滑動變阻器最大阻值間的關系確定滑動變阻器的接法，然后作出電路圖．

解答 解：（1）由圖1所示螺旋測微器可知，其示數為：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（2）由圖2所示游標卡尺可知，其示數為：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，待測電阻阻值：R=22×10=220Ω；
（4）電源電動勢為4V，電壓表應選V₁，電路最大電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{220}$≈0.0136A=13.6mA，電流表應選A₂，
為方便實驗操作，滑動變阻器應選R₁，實驗還需要：電源、導線及開關，故需要的實驗器材有：B、C、E、F、H；
（5）待測電阻阻值約為220Ω，電壓表內阻約為10kΩ，電流表內阻約為30Ω，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，
電流表應采用外接法，滑動變阻器最大阻值為15Ω，滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻阻值，
為測多組實驗數據，滑動變阻器應采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示：

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．

點評 本題考查了螺旋測微器、游標卡尺、歐姆表讀數，考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路圖；游標卡尺和螺旋測微器讀數時應分成整數部分和小數部分兩部分來讀，注意游標卡尺的分度；應根據電源電動勢大小或待測電阻的額定電壓來選擇電壓表量程，根據通過待測電阻的最大電流來選擇電流表的量程；當待測電阻阻值遠小于電壓表內阻時，電流表應選外接法；當滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻值時或要求電流從零調時，滑動變阻器應用分壓式；當實驗要求電流從零調或要求測得多組數據或變阻器的全電阻遠小于待測電阻時，變阻器應采用分壓式接法，應選擇阻值小的變阻器以方便調節(jié)．