Question

（1）用游標為50分度的卡尺測定某圓筒的內徑時，卡尺上的示數如圖，可讀出圓筒的內徑為

 

cm．

（2）“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖．
圖乙中的

 

是力F₁和F₂的合力的理論值；

 

是力F₁和F₂的合力的實際測量值．
（3）現較精確測量一只量程已知的電壓表內阻，所給器材如下：
A．待測電壓表 V （量程3V，內阻約3KΩ）
B．電流表 A₁（量程0.6A，內阻約0.01Ω）
C．電流表  A₂  （量程3mA，內阻約5Ω）
D．定值電阻R（阻值1.5KΩ，額定電流0.5A）
E．電源E（電動勢約3V，內阻不計）
F．滑動變阻器R₁，25Ω、額定電流0.5A
G．滑動變阻器R₂，2500Ω、額定電流0.1mA
E．開關、導線若干
①根據實驗要求電流表應選擇

 

，滑動變阻器應選擇

 

．（填寫儀器代號）
②請根據上述所選用的器材，設計一個能盡量減小實驗誤差的測量電路，在虛線框內畫出原理圖，并完成實物連接圖．

Answer 1

分析：（1）游標為50分度的卡尺，游標1分度表示的長度為0.02mm．主尺讀出整毫米數，毫米的小數部分由游標尺讀出．根據游標尺上零刻度線右側與主尺對齊的刻度線序數讀出毫米的小數部分．
（2）合力的理論值是由平行四邊形定則作出的，實際值實驗測量的．
（3）將電路分成兩部分分析：一部分測量電路，一部分控制電路．測量的基本原理是伏安法．電壓表本身可讀出電壓，只要測量通過電壓表的電流，就可求出電阻．如直接將電壓表與電流表串聯，由于電壓表的內阻很大，電流很小，測量誤差較大．可將電壓表與定值電阻并聯，再與電流表串聯．由電壓表讀出的電壓可求出定值電阻的電流，電流表測量干路電流，就可得到電壓表的電流．估算電流表的電流值，確定電流的量程．根據定值電阻的阻值與變阻器比較，選擇變阻器．

解答：解：（1）主尺讀數是5.4cm，游標尺上第7條刻度線與主尺對齊，表示長度為7×0.02mm=0.14mm=0.014cm，則圓筒的內徑為為5.4cm+0.014cm=5.414cm．
    （2）圖中F是由F₁、F₂作出的合力，是理論值，F′是彈簧稱測量的合力，是實際值．
    （3）設計的電路如下圖．
         當電壓表的讀數為量程時，定值電阻的電流最大，I_max=

U

R

=

3

1500

A=2mm，通過電壓表的電流很小，則流過電流表最大值大約為2mm．故電流表選擇A₂．
         定值電阻與電壓表并聯電阻大約為R_并=

RVR

RV+R

≈1000Ω，遠大于R₁，略小于R₂，故采用分壓電路，變阻器選擇R₁．
故答案是：（1）5.414cm        
          （2）F、F′
          （3）①A₂、R₁ ②實驗原理圖實物連接圖如下圖．

點評：測量電路的設計常常分成兩部分：一部分測量電路，一部分控制電路．測量電路，要盡量減小誤差．控制電路，當用電器電阻遠大于變阻器最大阻值時，變阻器采用分壓式接法．