Question

3．在做“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬的阻值約為5Ω．

（1）某同學(xué)先通過(guò)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一薄的金屬圓片的直徑和厚度，讀出圖1中的示數(shù)，游標(biāo)卡尺所示的金屬圓片的直徑的測(cè)量值為2.98cm，螺旋測(cè)微器如圖2所示的金屬圓片的厚度的測(cè)量值為2.130mm．
（2）實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量該電阻值的實(shí)驗(yàn)器材有：
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)電阻約15kΩ）；
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)電阻約75kΩ）；
電流表A₁（量程0～3A，內(nèi)電阻約0.2Ω）；
電流表A₂（量程0～600mA，內(nèi)電阻約3Ω）；
滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為100Ω，額定電流為0.6A）；
電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)電阻約為0.3Ω）；
開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干．
為使實(shí)驗(yàn)?zāi)苷�常進(jìn)行，減小測(cè)量誤差，實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化，并能多測(cè)幾組電流、電壓值，以便畫(huà)出電流-電壓關(guān)系圖線，則
①電壓表應(yīng)選用V₁（填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)）
②電流表應(yīng)選用A₂（填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)）．
③在虛線框內(nèi)如圖3完成電路原理圖．（標(biāo)出所選器材的代號(hào)）
（3）這位同學(xué)在一次測(cè)量時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)如圖4所示．由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計(jì)算出待測(cè)金屬的電阻為5.2Ω．（結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后一位）．

Answer 1

分析 （1）關(guān)鍵是掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法及注意事項(xiàng)，游標(biāo)卡尺不需要估讀，但有三種分度，螺旋測(cè)微器需要估讀，但注意半毫米刻度線是否露出．
（2）關(guān)鍵是注意選擇電表的原則是要求通過(guò)的電流不能小于量程的$\frac{1}{3}$，不能超過(guò)量程，應(yīng)根據(jù)歐姆定律或閉合電路歐姆定律進(jìn)行估算才行．
（3）關(guān)鍵是能準(zhǔn)確讀出電表的讀數(shù)，注意需要估讀；再由歐姆定律求解電阻．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=29mm+8×0.1mm=29.8mm=2.98cm； 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為D=2mm+13.0×0.01mm=2.130mm
（2）①由于電源電動(dòng)勢(shì)為3V，所以電壓表應(yīng)選${v}_{1}^{\;}$
②由I=$\frac{U}{R}$可得通過(guò)小燈泡的電流約為I=$\frac{3}{5}$A=0.6A，所以電流表應(yīng)選${A}_{2}^{\;}$
③因要求電流從零調(diào)，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，應(yīng)選阻值小的變阻器R，又由于小燈泡電阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，電路圖如圖所示；（3）電壓表讀數(shù)為U=2.40V，電流表讀數(shù)為I=0.46A，所以電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.40}{0.46}$Ω=5.2Ω
故答案為（1）2.98，2.130
（2）①${V}_{1}^{\;}$②${A}_{2}^{\;}$，③如圖所示；
（3）5.2

點(diǎn)評(píng) 本題除了注意掌握電阻的測(cè)量方法外，還要注意明確高中物理實(shí)驗(yàn)中，不需要估讀的儀器有游標(biāo)卡尺、大氣壓計(jì)、秒表，其它的要求基本都需要估讀，注意電表估讀方法有$\frac{1}{10}$估讀、$\frac{1}{5}$估讀$\frac{1}{2}$估讀三種．