Question

20．某同學(xué)要測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率，部分步驟如下：

（1）分別使用游標卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，長度為50.3mm，直徑為5.310mm．
（2）選用多用電表的電阻“×1”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丁所示，則該電阻的阻值約為22Ω；
（3）為更精確地測量其電阻，可供選擇的器材如下：
電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為2Ω）；
電流表A₂（量程l50mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
電壓表V₁量程lV，內(nèi)阻r=1000Ω）；
電壓表V₂（量程l5V，內(nèi)阻約為3000Ω）；
定值電阻R₀=1000Ω；
滑動變阻器R₁（最大阻值5Ω）；
滑動變阻器R₂（最大阻值l000Ω）；
電源E（電動勢約為4V，內(nèi)阻r約為1Ω）；
開關(guān)，導(dǎo)線若干．
為了使測量盡量準確，測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$，電壓表應(yīng)選V₁，電流表應(yīng)選A₂，滑動變阻器應(yīng)選R₁．（均填器材代號）
根據(jù)你選擇的器材，請在圖丙所示的線框內(nèi)畫出實驗電路圖．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．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．
（2）用歐姆表測電阻的讀數(shù)為指針示數(shù)乘以倍率，當指針指在中央附近時測量值較準確；
（3）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)通過待測電阻的最大電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器；
為準確測量電阻阻值，應(yīng)測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器可以采用分壓接法，根據(jù)待測電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表的接法，作出實驗電路圖．

解答 解：（1）游標卡尺讀出游標尺零刻度左側(cè)對應(yīng)的主尺上面毫米的整數(shù)部分即50mm，游標尺上面與主尺刻度線對齊的第3條，10分度游標卡尺精確度為0.1mm，所以讀數(shù)為50mm+3×0.1mm=50.3mm．
螺旋測微器第一部分讀數(shù)為固定刻度，即5mm，找出可動刻度與主尺對齊的刻度線，估讀一位，據(jù)圖可讀出對齊的刻度為31.0，乘以精確度0.01mm再加上固定刻度即最終讀數(shù)：5mm+31.0×0.01=5.310mm．
（2）歐姆檔測電阻為指針對應(yīng)刻度與倍率的乘積即：22×1=22Ω．
（3）由于電源電壓為4V，顯然電壓表選15V時不滿足讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$的要求，因此只能選V₁，而V₁量程又太小，而題目中給了一個定值電阻，將定值電阻與電壓表串聯(lián)，裝成一個新的電壓表，量程為2V，基本滿足要求，這樣由于電阻值約22Ω，因此回路電流最大約100mA左右，因此電流表選A₂，
為了測量精確，滑動變阻器采分壓式接法，為了便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器選用R₁，電路圖電流表采用外接法，如圖所示：
．
故答案為：（1）50.3，5.310；
（2）22；  
（3）V₁，A₂，R₁，如圖所示：．

點評 掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．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．明確實驗原理和誤差來源，明確電流表、電壓表和滑動變阻器的選擇要求．