Question

3．現(xiàn)有一根金屬絲，某同學(xué)想測量該金屬絲的電阻率
（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量金屬絲的長度時，主尺和游標(biāo)的位置如圖1甲所示，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為40.0mm；用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時示數(shù)如圖1乙所示，則螺旋測微器測出的金屬絲的直徑是1.450mm．

該同學(xué)用多用電表測得該金屬絲的阻值約為5Ω，為精確測量該金屬絲的電阻
（2）現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計），滑動變阻器（0～50Ω，額定電流2A），開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及下列電表：
A．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.025Ω）
B．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）
C．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
為減小測量誤差，在實驗中，電流表應(yīng)選用B，電壓表應(yīng)選用C（選填器材前的字母）；實驗電路應(yīng)采用圖2中的甲（選填“甲”或“乙”）
（3）圖3是測量R_x的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線．請根據(jù)在（1）問中所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖3中實物間的連線．
（4）接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U．某次電表示數(shù)如圖4所示，可得該電阻的測量值R_x=$\frac{U}{I}$=5.0Ω（保留兩位有效數(shù)字）
（5）若在（1）問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是B；若在（1）問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是D．（選填選項前的字母）
A．電流表測量值小于流經(jīng)R_x的電流值
B．電流表測量值大于流經(jīng)R_x的電流值
C．電壓表測量值小于R_x兩端的電壓值
D．電壓表測量值大于R_x兩端的電壓值．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀，螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，需估讀．
（2）合理選擇實驗器材，先選必要器材，再根據(jù)要求滿足安全性，準(zhǔn)確性，方便操作的原則選擇待選器材．電流表的接法要求大電阻內(nèi)接法，小電阻外接法．
（3）根據(jù)電路圖連接實物圖．
（4）根據(jù)電流表和電壓表的讀數(shù)得出待測電阻的大�。�
（5）根據(jù)電流表的分流和電壓表的分壓，確定誤差產(chǎn)生的原因．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為40mm+0.1×0mm=40.0mm，螺旋測微器的讀數(shù)為1mm+0.01×45.0mm=1.450mm．
（2）電源電動勢為 4V，電壓表選擇C，最大電流大約I=$\frac{3}{5}A=0.6A$，可知電流表選擇B．由于待測電阻與電流表內(nèi)阻相當(dāng)，屬于小電阻，則電流表采用外接法，應(yīng)采用圖2中的甲．
（3）實物連線圖如圖所示．
（4）電壓表的讀數(shù)為U=2.50V；電流表的讀數(shù)為I=0.50A；電阻阻值：${R}_{x}=\frac{U}{I}=\frac{2.50}{0.50}=5.0Ω$．
（5）若選擇電流表的外接法，由于電壓表的分流作用，可知誤差原因是電流表測量值大于流經(jīng)R_x的電流值，故選B．
若選擇電流表的內(nèi)接法，由于電流表的分壓作用，可知誤差的原因是電壓表測量值大于R_x兩端的電壓值．故選D．
故答案為：（1）40.0，1.450，（2）B、C、甲，（3）如圖所示，（4）5.0，（5）B，D．

點評 考查如何選擇儀器，掌握選擇的方法與原則；學(xué)會由電路圖去連接實物圖，注意電表的正負(fù)極；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．