Question

請完成以下兩小題：
（1）圖a中螺旋測微器讀數為

 

mm．圖b中游標卡尺（游標尺上有50個等分刻度）讀數為

 

cm．

（2）如圖所示為測量一直流電流表內電阻的實物圖．其規格如下：直流電源（E）：E=6V，內阻不計；
待測電流表（A）：量程0～300mA，內阻約3Ω；
直流電壓表（V）：量程0～3V，內阻約1500Ω；
電阻箱（R₁）：最大值999.9Ω，最小改變量0.1Ω；
滑線變阻器（R₂）：最大值10Ω；
單刀單擲開關（K）；導線若干．

①請在方框圖內畫出測量電流表內電阻的實驗原理圖（標明各元件的代號）．
②根據所畫原理圖，用線段代替導線將圖中所示實物圖連接成實驗電路圖．
③根據實驗電路，計算電流表內電阻的公式為R_A=

 

，式中各物理量的含義是

 

．
④連接電路時應注意的主要事項：

 

（任回答一項）．

Answer 1

分析：（1）螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀一位．
游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標尺讀數，不需估讀．
（2）①為減小實驗誤差，應進行多次測量求平均值，為了實現多次測量，滑動變阻器應采用分壓接法，電流表與電阻箱串連接在分壓電路中，電壓表測電阻箱與電流表兩端電壓，據此設計實驗電路圖．
②根據實驗電路圖連接實物電路圖，注意電表正負接線柱不要接反，注意滑動變阻器的接法．
③根據實驗所測數據，應用歐姆定律及串聯電路特點，求出電流表內阻的表達式．
④為保護電路，閉合開關前，電阻箱接入電路的阻值應為電阻箱最大阻值，分壓電路所分電壓應最小．

解答：解：（1）①螺旋測微器的固定刻度讀數為1.5mm，可動刻度讀數為0.01×49.6mm=0.498mm，所以最終讀數為兩數相加，即為1.998mm．
②游標卡尺的主尺讀數為10mm，游標讀數為0.02×47mm=0.94mm，所以最終讀數為10.94mm=1.094cm．
（2）①因滑動變阻器的總電阻較小，應采用分壓接法，電流表與電阻箱串連接在分壓電路中，電壓表測電阻箱與電流表兩端電壓，實驗電路圖如圖a所示．
②根據電路圖連接實物電路圖，從電源正極出發，先連接干路，再連接分壓電路，實物電路圖如圖b所示．
③閉合開關，移動滑片到某合適位置，調節電阻箱使電阻箱阻值為R₁，讀出電壓表示數U，電流表示數I，由歐姆定律得：R_A+R₁=

U

I

，則電流表內電阻R_A=

U

I

-R₁，其中U是電壓表示數，A是電流表示數，R₁是電阻箱阻值．
④為保證電路安全，由電路圖可知，閉合開關前，滑動變阻器滑片應移到最左端，電阻箱接入電路的阻值應為電阻箱的最大阻值，或使滑動變阻器所分的電壓為零．
故答案為：
（1）1.998，1.094
（2）①如圖a
②如圖b
③

U

I

-R1．式中U為電壓表的示數，I為電流表的示數，R₁為電阻箱的示數．
④電阻箱的阻值調到最大；或使滑動變阻器所分的電壓為零；等．

點評：本題考查了設計實驗原理圖、連接實物電路圖、求電阻、實驗注意事項等問題；滑動變阻器的分壓接法是連接實物電路圖的難點，應掌握滑動變阻器的分壓接法，要加強練習，掌握滑動變阻器的分壓接法．