Question

某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖甲，由圖可知其長度為

 

mm；用螺旋測微器測量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為

 

mm；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，表盤的示數如圖丙，則該電阻的阻值約為

 

Ω．
（2）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格如下：

A．待測圓柱體電阻R
B．電流表A₁，（量程0～4mA，內阻約為50Ω）
C．電流表A₂，（量程0～10mA，內阻約為30Ω）
D．電壓表V₁，（量程0～3V，內阻約為10kΩ）
E．電壓表V₂，（量程0～15V，內阻約為25kΩ）
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．直流電源E（電動勢4V，內阻不計）
I．開關S、導線若干
為使實驗誤差較小，要求便于調節且測得多組數據進行分析，試在給出的方框中畫出實驗電路圖，并在圖上標出所選用的電流表、電壓表及滑動變阻器的符號．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀；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；用歐姆表測電阻的讀數為指針示數乘以倍率，當指針指在中央附近時測量值較準確；
（2）先根據電源電動勢選擇電壓表，根據歐姆定律求解電流后選擇電流表，滑動變阻器采用分壓式接法，待測電阻與電流表內阻接進，采用安培表外接法．

解答：解：（1）游標卡尺的固定刻度讀數為50mm，游標尺上第3個刻度游標讀數為0.05×3mm=0.15mm，所以最終讀數為：50mm+0.15mm=50.15mm；
螺旋測微器的固定刻度讀數為4.5mm，可動刻度讀數為0.01×20.0mm=0.200mm，所以最終讀數為：4.5mm+0.200mm=4.700mm；
該電阻的阻值約為22.0×10Ω=220Ω；
（2）電源電動勢為4V，故電壓表應選V₁；
電流：I=

4V

220Ω

≈0.02A=20mA，故電流表選擇A₂；
為精確測量，需要選小電阻R₁，采用分壓式接法；
因待測電阻值遠小于電壓表內阻，電流表應選外接法；
電路圖如圖所示：

故答案為：
（1）50.15，4.700，220；
（2）如圖所示．

點評：本題關鍵熟悉歐姆表、游標卡尺、螺旋測微器的讀數，同時能夠根據實驗原理，通過接法的選擇來減小實驗誤差，不難．