Question

7．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．
（1）用螺旋测微器测量其直径如图1，由图可知其直径为4.700 cm；
（2）用游标卡尺测量其长度1.15cm
（3）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3，则该电阻的阻值约为220Ω．
（4）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：待测圆柱体电阻R

A．电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）
B．电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）
C．电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）
D．电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）
E．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
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．开关S及导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，则选择B、C、E、F、H）填写所用器材的代号）．
（5）在图4线框中画出电路图．

Answer 1

分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
（2）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；
（3）欧姆表指针示数与档位的乘积是欧姆表示数；
（4）根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器，根据实验原理与实验需要测量的量选择实验器材；
（5）根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表接法，根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，然后作出电路图．

解答 解：（1）由图1所示螺旋测微器可知，其示数为：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（2）由图2所示游标卡尺可知，其示数为：11mm+10×0.05mm=11.5mm=1.15cm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，由图3所示表盘可知，待测电阻阻值：R=22×10=220Ω；
（4）电源电动势为4V，电压表应选V₁，电路最大电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{220}$≈0.0136A=13.6mA，电流表应选A₂，
为方便实验操作，滑动变阻器应选R₁，实验还需要：电源、导线及开关，故需要的实验器材有：B、C、E、F、H；
（5）待测电阻阻值约为220Ω，电压表内阻约为10kΩ，电流表内阻约为30Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，
电流表应采用外接法，滑动变阻器最大阻值为15Ω，滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，
为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示：

故答案为：（1）4.700；（2）1.15；（3）220；（4）B、C、E、F、H；（5）电路图如图所示．

点评 本题考查了螺旋测微器、游标卡尺、欧姆表读数，考查了实验器材的选择、设计实验电路图；游标卡尺和螺旋测微器读数时应分成整数部分和小数部分两部分来读，注意游标卡尺的分度；应根据电源电动势大小或待测电阻的额定电压来选择电压表量程，根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程；当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应选外接法；当滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值时或要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式；当实验要求电流从零调或要求测得多组数据或变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节．