Question

20．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：

（1）选用多用电表的电阻“×1”档，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图1所示，则该电阻的阻值约为22Ω．
（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150mA，内阻约为10Ω）；
电压表V₁（量程1V，内阻r=1000Ω）；
电压表V₂（量程15V，内阻约为3000Ω）；
定值电阻R₀=1000Ω
滑动变阻器R₁（最大阻值为5Ω）
滑动变阻器R₂（最大阻值为1000Ω）
电源E（电动势约为4V，内阻r约为1Ω）
开关，导线若干．
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（填器材代号）．
（3）根据你选择的器材，请在图2线框内画出实验电路图．

Answer 1

分析 （1）用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率；
（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；
（3）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）选用多用电表的电阻“×1”档，由图示欧姆表可知，电阻阻值：22×1=22Ω．
（2）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，而V₁量程又太小，而题目中给了一个定值电阻，将定值电阻与电压表串联，装成一个新的电压表，量程为2V，基本满足要求，这样由于电阻值约22Ω，因此回路电流最大约100mA左右，因此电流表选A₂，为了测量精确，滑动变阻器采分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器选用R₁．
（3）由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，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）22；（2）V₁；A₂；R₁；（3）电路图如图所示．

点评 本题考查了欧姆表读数、实验器材的选择、设计实验电路图等问题，要掌握常用器材的使用及读数方法；要掌握实验器材的选择原则，选择实验器材时首先要保证安全，器材要考虑精确性原则，同时还要兼顾方便实验操作．