Question

7．某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖甲，由圖可知其長度為50.15mm．

（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為4.699mm．
（3）用多用電表的電阻“×10”檔，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙，則該電阻的電阻值約為220Ω．
（4）該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A₁（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A₂（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流為2.0A）
滑動變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流為0.5A）
開關(guān)S
導線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，電阻R兩端的電壓從零調(diào)起，則選用器材如下：
電流表選擇A₂電壓表選擇V₁滑動變阻器R₁（填器材代號），請在圖丁方框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數(shù)時應分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀，注意分度大��；
（2）螺旋測微器讀數(shù)時應分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀，注意半毫米刻度線是否露出；
（3）歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；
（4）首先根據(jù)電源電動勢大小選擇出電壓表的量程，再通過求出通過待測電阻的最大電流來選擇電流表量程，根據(jù)電流表內(nèi)外接法的選擇方法判定應采用內(nèi)接法；根據(jù)要求多測幾組數(shù)據(jù)可知變阻器應采用分壓式接法，即電路應是分壓外接電路．

解答 解；（1）游標卡尺的讀數(shù)為：L=50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）螺旋測微器的讀數(shù)為：D=4.5mm+19.9×0.01mm=4.699（4.700±0.001）；
（3）歐姆表的讀數(shù)為：R=22×10Ω=220Ω；
（4）根據(jù)電源的電動勢為4V可知電壓表應選擇V₁；
由于通過待測電阻的最大電流為I_max=$\frac{E}{{R}_{x}}$=$\frac{4}{300}$A=13mA，所以電流表應選擇A₂；
由于待測電阻滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以電流表應用外接法；
由于實驗要求能測多組數(shù)據(jù)，所以變阻器應采用分壓式接法，應選阻值小的變阻器，即選取R₁，
電路圖如圖所示：
故答案為：（1）50.20；（2）4.699；（3）220；（4）A₂，V₁，R₁；電路圖如上圖所示．

點評 應明確：①游標卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀；②根據(jù)電源電動勢大小來選擇電壓表的量程，根據(jù)通過待測電阻的最大電流來選擇電流表的量程，若實驗要求多測幾組數(shù)據(jù)或要求電壓從零調(diào)或不正確的全電阻遠小于待測電阻時，變阻器應采用分壓式接法；③當待測電阻滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時，電流表應用外接法，滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＜$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時電流表應用內(nèi)接法．