Question

某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，其電阻值大約為300Ω．步驟如下：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖1，由圖可知其長度為

 

mm；

（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為

 

mm；
（3）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：
待測圓柱體電阻R電流表A₁（量程0～4mA，內阻約50Ω）；電流表A₂（量程0～10mA，內阻約30Ω）；
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R₀（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）；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，
①在可供選擇的器材中，應該選用的電流表是

 

，應該選用的電壓表是

 

．
②請在方框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
③請將實物圖（圖3）連線成為實驗電路．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的示數；
（2）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；
（3）①根據電源電動勢選擇電壓表，根據實驗要求選擇電流表；
②根據實驗器材確定滑動變阻器的接法，根據待測電阻與電表內阻的關系確定電流表的接法，然后作出電路圖；
③根據電路圖連接實物電路圖．

解答：解：（1）由圖示游標卡尺可知，主尺示數為5cm=50mm，游標尺示數為3×0.05mm=0.15mm，游標卡尺示數為50mm+0.15mm=50.15mm．
（2）由圖示螺旋測微器可知，固定刻度示數為4.5mm，可動刻度示數為20.0×0.01mm=0.200mm，螺旋測微器示數為4.5mm+0.200mm=4.700mm；
（3）①實驗要測多組實驗數據，電流變化范圍應該大些，因此電流表選擇A₂；電源電動勢為4V，不到15V的三分之一，如果用電壓表V₂，誤差太大，則電壓表應選V₁；
②滑動變阻器最大阻值為15Ω，待測電阻阻值約為300Ω，待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數據，滑動變阻器應采用分壓接法，

R

RA

=

300Ω

30Ω

=10，

RV

R

=

10000Ω

300Ω

≈33，

RV

R

＞

R

RA

，電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖所示；

③根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．

故答案為：（1）50.15；（2）4.700；（3）①A₂；V₁；②電路圖如圖所示；③實物電路圖如圖所示．

點評：游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的示數；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；游標卡尺不需要估讀，螺旋測微器需要估讀．