Question

3．某同學(xué)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(biāo)卡尺測量其長度的刻度部分如圖1，由圖可知其長度為50.45mm．

（2）用螺旋測微器測量其直徑的刻度部分如圖2，由圖可知其直徑為4.750mm．
（3）選用多用電表“×10”電阻擋，按正確的操作步驟測量此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖3，則該電阻的阻值為240Ω．
（4）該同學(xué)想用伏安法更精確的測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓同柱體R
直流電源E（4V，內(nèi)阻不計）
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）
滑動變阻器R₁（0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動變阻器R₂（0～2KΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關(guān)S，導(dǎo)線若干．
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，電流表應(yīng)選擇A₂，電壓表應(yīng)選擇V₁，滑動變阻器應(yīng)選擇R₁（選填儀器代號），請在圖4方框中畫出測量的電路．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；
（3）歐姆表指針示數(shù)與倍率的乘積是歐姆表所測電阻的阻值；
（4）通過估算電路中的最大電流來選擇電流表量程；根據(jù)要求“測得多組數(shù)據(jù)”可知．變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器方便調(diào)節(jié)．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×9mm=0.45mm，所以最終讀數(shù)為：50mm+0.45mm=50.45mm；
（2）螺旋測微器固定刻度為4.5mm，可動刻度為0.01×25.0=0.200mm，所以最終讀數(shù)為：4.5mm+0.250mm=4.750mm；
（3）被測電阻阻值為24×10Ω=240Ω；
（4）電源電壓為4V，為了準(zhǔn)確，我們采用分壓接法，控制電壓不超過3V，電壓表采用V₁；
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的最大電流為：$I=\frac{E}{R}=\frac{4}{240}=0.017A=17mA$，所以電流表應(yīng)選A₂；
由于要求“測得多組數(shù)據(jù)”，所以變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器R₁；
由于滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以電流表應(yīng)用外接法，即電路應(yīng)是分壓外接法，電路圖如圖所示：
故答案為：（1）50.45，（2）4.750；（3）240；（4）A₂；V₁；R₁；如圖所示．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．以及螺旋測微器的讀數(shù)方法，固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．若有“測得多組數(shù)據(jù)”要求或要求電流從零調(diào)時，變阻器應(yīng)用分壓式接法，選擇阻值小的變阻器時方便調(diào)節(jié)．