Question

5．某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：
（1）用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，可知其長(zhǎng)度為50.15mm；
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，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(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖丙，則該電阻的阻值約為220Ω．

（4）為更精確地測(cè)量其電阻，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：
待測(cè)圓柱體電阻R
電流表A₁（量程0～15mA，內(nèi)阻約30Ω）
電流表A₂（量程0～3mA，內(nèi)阻約50Ω）
電壓表V₁（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(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ）
開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干

為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)趫D丁框中畫(huà)出測(cè)量用的正確電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：主尺+游標(biāo)尺，
（2）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：主尺+半毫米+轉(zhuǎn)筒讀數(shù)，
（3）歐姆表的讀數(shù)為：示數(shù)×倍率；
（4）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：主尺+游標(biāo)尺=50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：主尺+半毫米+轉(zhuǎn)筒讀數(shù)=4+0.5+19.9×0.01=4.699mm；
（3）歐姆表的讀數(shù)為：示數(shù)×倍率=22×10=220Ω；
（4）電路圖如右圖，

電壓表用15V的指針偏角太小，所以用電壓表V₁，由電動(dòng)勢(shì)和電阻的值知電流最大為十幾毫安，所以用電流表A₁，滑動(dòng)變阻器用小阻值的，便于調(diào)節(jié)，所以用滑動(dòng)變阻器R₁、電流表外接、滑動(dòng)變阻器分壓式接法
答案為：（1）50.15；  
（2）4.699；
（3）220； 
（4）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)要知道讀數(shù)的方法，歐姆表讀數(shù)時(shí)要讓指針在中間位置附近，每次選檔都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．還考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；應(yīng)根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小或待測(cè)電阻的額定電壓來(lái)選擇電壓表量程，根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流來(lái)選擇電流表的量程；當(dāng)待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)選外接法；當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻值時(shí)或要求電流從零調(diào)時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式；當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)或要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)．