Question

（1）某同學(xué)使用游標(biāo)為10個(gè)小等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一物體的尺寸，得到圖1中的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，由于遮擋，只能看到游標(biāo)的后半部分，圖中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為

5.44

cm；

（2）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖1所示，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω．先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
（a）從圖1中讀出金屬絲的直徑為

0.520

mm．
（b）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很��；
B．電流表A₁：?jiǎn)T程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
C．電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；
D．電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值50Ω；}
G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)等．
在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是

A

1

，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是

R

1

．
（c）根據(jù)所選的器材，在右邊的方框中（圖2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（d）若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為Rx=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為

1.1

×10

-6

Ω?m．（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：本題（1）的關(guān)鍵是明確游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理，根據(jù)游標(biāo)尺的總長(zhǎng)度比主尺的總長(zhǎng)度小1mm，將給出的卡尺讀數(shù)向左反推，找到游標(biāo)尺的0刻度線(xiàn)應(yīng)在的位置，然后再讀即可；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)待測(cè)金屬絲的最大電流，即可選出電流表量程；通過(guò)閉合電路歐姆定律求出電路中的最大電阻，即可選出滑動(dòng)變阻器；根據(jù)伏安法中電流表內(nèi)外接法的選擇方法選擇電流表因?yàn)橥饨臃ǎ?/div>

解答：解：（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)原理，將圖中的主尺刻度向后反推，由于游標(biāo)的總長(zhǎng)度比主尺少1mm，所以游標(biāo)尺的0刻度線(xiàn)應(yīng)在主尺的5.4到5.5cm之間，所以讀數(shù)應(yīng)為L(zhǎng)=54mm+4×0.1mm=54.4mm=5.44cm
（2）（a）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm
（b）根據(jù)歐姆定律可知，通過(guò)待測(cè)金屬絲的最大電流為

I

max

=

U

R   x

=

3

4

A=0.75A，所以電流表應(yīng)選

A

1

．
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的最大電阻為

R

max

=

E

1 3 I   A

=

4.5

1 3 ×0.6

Ω=22.5Ω，所以變阻器若用限流式接法，變阻器的全電阻需小于（22.5-4）=18.5Ω，可見(jiàn)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

R

1

．
（c）由于滿(mǎn)足

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，所以電流表應(yīng)用外接法，由變阻器采用限流式接法，電路圖如圖所示：

（d）由R=

ρL

1 4 πd 2

，ρ=

πd 2   R

4L

，代入數(shù)據(jù)解得ρ=1.1

×10

-6

Ω?m
故答案為：（1）5.44
         （2）（a）0.520；（b）

A

1

，

R

1

；（c）如圖；（d）1.1

×10

-6

點(diǎn)評(píng)：應(yīng)掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法；學(xué)會(huì)通過(guò)估算選擇電流表、電壓表量程以及滑動(dòng)變阻器的選擇方法，熟記伏安法中電流表內(nèi)外接法和變阻器采用分壓式和限流式的選擇方法．