Question

5．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）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为50.15mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为4.699mm．
（3）用多用电表的电阻“×10”档，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为220Ω．

（4）为更精确地测量其电阻，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0～15mA，内阻约30Ω）
电流表A₂（量程0～3mA，内阻约50Ω）
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）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ）
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，请在图丁框中画出测量用的正确电路图，并标明所用器材的代号．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺的读数为：主尺+游标尺，
（2）螺旋测微器的读数为：主尺+半毫米+转筒读数，
（3）欧姆表的读数为：示数×倍率；
（4）根据电路最大电流选择电流表，根据实验原理与实验器材确定滑动变阻器与电流表接法，然后作出实验电路图．

解答 解：（1）游标卡尺的读数为：主尺+游标尺=50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）螺旋测微器的读数为：主尺+半毫米+转筒读数=4+0.5+19.9×0.01=4.699mm；
（3）欧姆表的读数为：示数×倍率=22×10=220Ω；
（4）电路图如右图，

电压表用15V的指针偏角太小，所以用电压表V₁，由电动势和电阻的值知电流最大为十几毫安，所以用电流表A₁，滑动变阻器用小阻值的，便于调节，所以用滑动变阻器R₁、电流表外接、滑动变阻器分压式接法
答案为：（1）50.15；  
（2）4.699；
（3）220； 
（4）如图所示．

点评 对游标卡尺和螺旋测微器的读数要知道读数的方法，欧姆表读数时要让指针在中间位置附近，每次选档都要重新进行欧姆调零．还考查了实验器材的选择、设计实验电路图；应根据电源电动势大小或待测电阻的额定电压来选择电压表量程，根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程；当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应选外接法；当滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值时或要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式；当实验要求电流从零调或要求测得多组数据或变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节．