Question

2．某同学要测量一分布均匀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，由图可知其长度为49.15mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为4.700mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测得此圆柱体的电阻阻值，表盘的示数如图3，则该电阻的阻值约为Ω150Ω．
（4）为了更加准确地测出该圆柱体的电阻，除了导线和开关外，有以下一些器材可选择：
A．电源 E （电动势 6V、内阻可忽略不计）
B．电流表A₁（量程 0～0.6A，内阻约 0.12Ω）
C．电流表A ₂（量程 0～20mA，内阻约 200Ω）
D．电压表V₁（量程 0～3V，内阻约 3kΩ）
E．电压表V₂（量程 0～15V，内阻约 15kΩ）
F．待测电阻R_x
G．滑动变阻器R₀ （ 0～10Ω，允许最大电流 2.0A ）
其中电流表选择C．电压表选择D．
请选择合适的器材在图4方框中画出实验电路并标出所选实验器材的代号．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．
（2）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到0.001mm．
（3）欧姆表读数时要用示数乘以倍率．
（4）电压表和电流表的读数时要根据电表的量程及最小分度选择电流表与电压表，根据实验的要求选择滑动变阻器的接法，然后作出电路图．

解答 解：（1）游标为20分度，其测量精度为0.05mm，由图示游标卡尺可知，其示数为：49mm+3×0.05mm=49.15mm；
（2）由图示螺旋测微器可知，其示数为：4..5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡粗测电阻，由图3所示表盘可知，待测电阻阻值为：15×10=150Ω．
（4）电源电动势为6V，为减小读数误差，电压表应选择D；电路最大电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{150Ω}$=0.02A=20mA，则电流表应选择C；
待测电阻阻值约150Ω，电流表内阻约为200Ω，电压表内阻约为3kΩ，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10Ω，为测多组实验数据滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：

故答案为：（1）49.15；（2）4.700；（3）150；（4）C；D；电路图如图所示．

点评 游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；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；游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读，对游标卡尺读数时，要注意游标尺的精度．根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是设计电路图的关键．