题目内容

(1)有一种20分度的游标卡尺,它的20个分度的长度为39mm,它的每一分度长为1.95mm,它的精度仍为0.05mm,而且分度长度变大后读数会更方便.某次测量过程中游标的位置如图1所示(图中主尺上标称的数字单位为cm),则测量值为
 
.
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(2)现有一块小量程的电流表G,满偏电流为100μA,内阻大约为1000Ω,使用如图2电路精确测量其内电阻,再把它改装成为一块量程为5V的电压表,并与一块标准的5V电压表进行校对.
可供选择的器材有:
滑动变阻器R1,最大阻值20Ω;滑动变阻器R2,最大阻值100kΩ
电阻箱R',最大阻值9999Ω定值电阻R0,阻值1kΩ;
电池E1,电动势1.5V;电池E2,电动势6.0V;
电池E3,电动势9.0V;(所有电池内阻均不计)
①测量中滑动变阻器R选用
 
;电源选用
 
.(填题中所给器材的符号)
②如果测量中电阻箱R′的读数为995Ω,则待测电流表的内阻为Rg=
 
Ω,且测量值
 
真实值.(填“大于”、“等于”或“小于”)
③校准电压表使用下面的实验器材,在图3中把实物连上导线.
分析:本题(1)的关键是明确尽管20个分度的总长度为39mm,只要精度相同,读法也应相同;
题(2)的关键是明确“半偏法”测量电流表内阻的实验原理:在保持干路电流不变的情况下,闭合
s
 
2
,只要电流表的示数变为原来的一半,说明通过电流表的电流与通过电阻箱的电流相等,从而读出电阻箱的阻值即为电流表的内阻;为保持干路电流不变,应使变阻器的电阻越大越好,电压电动势也是越大越好.
解答:解:(1)游标卡尺读数为L=7mm+14×0.05mm=7.70 mm
(2)①由图2可知,此实验是“半偏法”测量电流表内阻的实验,根据实验原理可知,电路中的电流应保持不变,滑动变阻器的全电阻越大越好,所以变阻器应选
R
 
2
;
根据I=
E
R
 
总
可知,要使电流不变,则电动势E越大
R
 
总
就越大,所以电源应选
E
 
3
.
  ②由欧姆定律可知,
R
 
g
=
R
′
 
=995Ω;由于实际情况下,当闭合
s
 
2
后,总电阻会变小,所以干路电流应变大,通过电阻箱的电流应大于通过电流表的电流,由欧姆定律可知,电阻箱的电阻应小于电流表的电阻,所以电流表的测量值小于真实值.
③将电流表改装为电压表,应串联的电阻为R=
U
I
 
g
-R
 
g
=
5
100
×10
-6
 
-995=49005Ω,
由于较准时要求电压从零调,所以滑动变阻器应用分压式接法,滑动变阻器
R
 
1
,实物连线,如图:
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故答案为:(1)7.70mm
         (2)①
R
 
2
,
E
 
3

              ②995,小于
              ③如图
点评:应掌握“半偏法”测量电流表内阻实验的实验原理和方法,学会根据欧姆定律分析误差产生的原因及减小误差的措施.
练习册系列答案
相关题目
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1,由图1可知其长度为
50.15
50.15
mm;

(2)用螺旋测微器测量其直径如图,由图1可知其直径为
4.700
4.700
mm;
(3)用多用电表测定该圆柱体电阻的阻值,多用电表电阻挡有3种倍率,分别是×100Ω、×10Ω、×1Ω.该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量时,发现指针转过角度太小.为了准确地进行测量,请你从以下给出的操作步骤中,选择必要的步骤,并排出合理顺序:
BEDC
BEDC
.(填步骤前的字母)
A.旋转选择开关至欧姆挡“×lΩ”
B.旋转选择开关至欧姆挡“×100Ω”
C.旋转选择开关至“OFF”,并拔出两表笔
D.将两表笔分别连接到Rx,的两端,读出阻值后,断开两表笔
E.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔
②按正确步骤测量时,指针指在图2示位置,则该电阻的阻值约为
2200
2200
Ω.
(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
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在图3中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(5)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=
0.76
0.76
Ω?m.(保留2位有效数字)

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