Question

5．某同學要測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：
（1）用20分度的游標卡尺測量其長度如圖甲所示，可知其長度為50.15mm；
（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，可知其直徑為4.699mm．
（3）用多用電表的電阻“×10”檔，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數如圖丙，則該電阻的阻值約為220Ω．

（4）為更精確地測量其電阻，現有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A₁（量程0～15mA，內阻約30Ω）
電流表A₂（量程0～3mA，內阻約50Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內阻不計）
滑動變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω）
滑動變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ）
開關S，導線若干

為使實驗誤差較小，要求測得多組數據進行分析，請在圖丁框中畫出測量用的正確電路圖，并標明所用器材的代號．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺的讀數為：主尺+游標尺，
（2）螺旋測微器的讀數為：主尺+半毫米+轉筒讀數，
（3）歐姆表的讀數為：示數×倍率；
（4）根據電路最大電流選擇電流表，根據實驗原理與實驗器材確定滑動變阻器與電流表接法，然后作出實驗電路圖．

解答 解：（1）游標卡尺的讀數為：主尺+游標尺=50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）螺旋測微器的讀數為：主尺+半毫米+轉筒讀數=4+0.5+19.9×0.01=4.699mm；
（3）歐姆表的讀數為：示數×倍率=22×10=220Ω；
（4）電路圖如右圖，

電壓表用15V的指針偏角太小，所以用電壓表V₁，由電動勢和電阻的值知電流最大為十幾毫安，所以用電流表A₁，滑動變阻器用小阻值的，便于調節(jié)，所以用滑動變阻器R₁、電流表外接、滑動變阻器分壓式接法
答案為：（1）50.15；  
（2）4.699；
（3）220； 
（4）如圖所示．

點評 對游標卡尺和螺旋測微器的讀數要知道讀數的方法，歐姆表讀數時要讓指針在中間位置附近，每次選檔都要重新進行歐姆調零．還考查了實驗器材的選擇、設計實驗電路圖；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)．