Question

16．某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：

（1）用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，可知其長(zhǎng)度為50.15mm；
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖所示，可在其直徑為4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”檔，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖丙，則該電阻的阻值約為220Ω，他還需要換擋重新測(cè)量嗎？不需要（填“需要”或“不需要”）
（4）不更精確地測(cè)量其電阻，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：
待測(cè)圓柱電阻R
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）
電流表A₁（量程0～3mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A₂（量程0～15mA，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(dòng)變阻器R₁（范圍0～15Ω）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ）
開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，電流表應(yīng)選用A₂，電壓表應(yīng)選用V₁，滑動(dòng)變阻器應(yīng)先用R₁．
（5）請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)充連線完成本實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)；
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的讀數(shù)；
（3）用歐姆表測(cè)電阻時(shí)要選擇合適的擋位使指針指針中央刻度線附近，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（4）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（5）根據(jù)電表內(nèi)阻與待測(cè)電阻的關(guān)系確定電流表接法，根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器的接法，然后連接實(shí)物電路圖．

解答 解：（1）由圖甲所示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）由圖乙所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”檔，由圖丙所示可知，電阻阻值為：22×10=220Ω，由圖丙所示可知，指針指在中央刻度線附近，不需要換擋重新測(cè)電阻．
（4）電源電動(dòng)勢(shì)為4V，則電壓表選V₁；通過(guò)電阻的最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{220Ω}$≈0.0136A=13.6mA，電流表應(yīng)選擇A₂；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁．
（5）待測(cè)電阻阻值約為220Ω，電流表內(nèi)阻約為30Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法；滑動(dòng)變阻器最大阻值為15Ω，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）50.15；（2）4.700；（3）220；不需要；（4）A₂；V₁；R₁；（5）電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器與歐姆表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)器材選擇、連接實(shí)物電路圖，要掌握常用器材的使用及讀數(shù)方法；根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法是連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵．