Question

8．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，电阻约为20Ω，部分步骤如下：
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数分别如图甲、乙所示，长度为50.3mm，直径为5.310mm．

（2）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：
电流表A₁（量程300mA，内阻约为2Ω）；
电流表A₂（量程l50mA，内阻约为10Ω）；
电压表V₁量程3V，内阻r=1000Ω）；
电压表V₂（量程l5V，内阻约为3000Ω）；
滑动变阻器R₁（最大阻值5Ω）；
滑动变阻器R₂（最大阻值l000Ω）；
电源E（电动势约为4V，内阻r约为1Ω）；
开关，导线若干．
a．为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的$\frac{1}{3}$，电压表应选V₁，电流表应选A₂，滑动变阻器应选R₁．（均填器材代号）
b．根据你选择的器材，请在图丙所示的线框内画出实验电路图．

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；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．
（2）根据电源电动势选择电压表，根据通过待测电阻的最大电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图．

解答 解：（1）由图示游标卡尺可知，其示数为：50mm+3×0.1mm=50.3m；
由图示螺旋测微器可知，螺旋测微器第一部分读数为固定刻度，即5mm，找出可动刻度与主尺对齐的刻度线，估读一位，据图可读出对齐的刻度为31.0，乘以精确度0.01mm再加上固定刻度即最终读数：5mm+31.0×0.01=5.310mm．
（2）a、由于电源电压为4V，显然电压表选15V时不满足读数不得小于其量程的$\frac{1}{3}$的要求，因此只能选V₁；
通过电阻的最大电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A=150mA，因此电流表选A₂，
为了方便实验操作，滑动变阻器选用R₁；
b、由于电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法，由于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，电路图如图所示：

故答案为：（1）50.3；5.310；（2）a、V₁；A₂； R₁；b、电路图如图所示．

点评 本题考查了游标卡尺与螺旋测微器读数、实验器材的选择、设计实验电路图；要掌握螺旋测微器的读数方法，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．明确实验原理和误差来源，明确电流表、电压表和滑动变阻器的选择要求．