Question

20．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，步驟如下：
（1）用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖，由圖1可知其長(zhǎng)度為50.15mm．
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為4.700mm．

（3）用多用電表的電阻“×10Ω”檔，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，則該電阻的電阻值約為220Ω．若使用的是直流電壓“×10V”，則該電壓的讀數(shù)為3.9V

（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；
開關(guān)S； 
導(dǎo)線若干；
電流表A₁（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A₂（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）；
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）；
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流為2.0A）；
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流為0.5A）
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，電阻R兩端的電壓從零調(diào)起，請(qǐng)?jiān)趫D4方框中畫出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)；
（2）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)；
（3）歐姆表指針示數(shù)與檔位的乘積是歐姆表示數(shù)；根據(jù)電壓表量程確定其分度值，然后根據(jù)指針位置讀出其示數(shù)；
（4）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖

解答 解：（1）由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：50mm+3×0.05mm=50.15mm．
（2）由圖所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm．
（3）用多用電表的電阻“×10Ω”檔，由圖示表盤可知，歐姆表示數(shù)為22×10=220Ω；
使用的是直流電壓“×10V”，由圖示表盤可知，其分度值為0.2V，示數(shù)為3.9V．
（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，待測(cè)電阻阻值大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

故答案為：（1）50.15；（2）4.700；（3）220；3.9；（4）電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) ①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；②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；③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；④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)．