Question

3．在做“测定金属电阻率”的实验中，待测金属的阻值约为5Ω．

（1）某同学先通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图1中的示数，游标卡尺所示的金属圆片的直径的测量值为2.98cm，螺旋测微器如图2所示的金属圆片的厚度的测量值为2.130mm．
（2）实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有：
电压表V₁（量程0～3V，内电阻约15kΩ）；
电压表V₂（量程0～15V，内电阻约75kΩ）；
电流表A₁（量程0～3A，内电阻约0.2Ω）；
电流表A₂（量程0～600mA，内电阻约3Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为100Ω，额定电流为0.6A）；
电池组E（电动势为3V、内电阻约为0.3Ω）；
开关及导线若干．
为使实验能正常进行，减小测量误差，实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流-电压关系图线，则
①电压表应选用V₁（填实验器材的代号）
②电流表应选用A₂（填实验器材的代号）．
③在虚线框内如图3完成电路原理图．（标出所选器材的代号）
（3）这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图4所示．由图中电流表、电压表的读数可计算出待测金属的电阻为5.2Ω．（结果精确到小数点后一位）．

Answer 1

分析 （1）关键是掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法及注意事项，游标卡尺不需要估读，但有三种分度，螺旋测微器需要估读，但注意半毫米刻度线是否露出．
（2）关键是注意选择电表的原则是要求通过的电流不能小于量程的$\frac{1}{3}$，不能超过量程，应根据欧姆定律或闭合电路欧姆定律进行估算才行．
（3）关键是能准确读出电表的读数，注意需要估读；再由欧姆定律求解电阻．

解答 解：（1）游标卡尺读数为d=29mm+8×0.1mm=29.8mm=2.98cm； 螺旋测微器的读数为D=2mm+13.0×0.01mm=2.130mm
（2）①由于电源电动势为3V，所以电压表应选${v}_{1}^{\;}$
②由I=$\frac{U}{R}$可得通过小灯泡的电流约为I=$\frac{3}{5}$A=0.6A，所以电流表应选${A}_{2}^{\;}$
③因要求电流从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器R，又由于小灯泡电阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示；（3）电压表读数为U=2.40V，电流表读数为I=0.46A，所以电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.40}{0.46}$Ω=5.2Ω
故答案为（1）2.98，2.130
（2）①${V}_{1}^{\;}$②${A}_{2}^{\;}$，③如图所示；
（3）5.2

点评 本题除了注意掌握电阻的测量方法外，还要注意明确高中物理实验中，不需要估读的仪器有游标卡尺、大气压计、秒表，其它的要求基本都需要估读，注意电表估读方法有$\frac{1}{10}$估读、$\frac{1}{5}$估读$\frac{1}{2}$估读三种．