Question

(10分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为________mm；用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_______Ω．

(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
A．待测圆柱体电阻R
B．电流表A₁，（量程0～4 mA，内阻约为50Ω）
C．电流表A₂，（量程0～10mA，内阻约为30Ω）
D．电压表V₁，（量程0～3V，内阻约为10 kΩ）
E. 电压表V₂，（量程0～15V，内阻约为25 kΩ）
F．滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
I． 开关S、导线若干
为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表_____，电压表______，滑动变阻器_____（填所选器材的符号），并在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．

(3)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为
ρ=________Ω·m．(保留2位有效数字)

Answer 1

（1）50.15  4.700  220 （2）A₂  V₁     R₁ 

（3）7.6×10^-2

试题分析：（1）由图甲，游标卡尺的读数为50mm+3×0.05mm=50.15mm；由图乙，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，螺旋测微器的读数为4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；由图丙，用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率，当指针指在中央附近时测量值较准确，欧姆表表盘的示数为22.0×10Ω=220Ω。
（2）电源电动势为4V，故电压表应选V₁，待测电阻中最大电流约为，则电流表应选A₂；滑动变阻器选择小量程的，便于调节，故选R₁；因待测电阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法；又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值，故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示：

（3）根据电阻定律、，代入数据解得：