Question

9．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50.20mm；
（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，按正確的操作步驟粗測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙所示，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0～3mA，內(nèi)阻約50Ω）電流表A₂（量程0～15mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）電流表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
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）
直流電源（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）   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，電流表應(yīng)選用A₂，電壓表應(yīng)選用V₁，請(qǐng)?jiān)趫D丁方框中畫出測(cè)量用的正確圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來(lái)讀，注意分度大小；
（2）螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來(lái)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(dòng)勢(shì)大小選擇出電壓表的量程，再通過(guò)求出通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流來(lái)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(yīng)采用內(nèi)接法；根據(jù)要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法，即電路應(yīng)是分壓外接電路．

解答 解；（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：L=50mm+4×0.05mm=50.20mm；
（2）螺旋測(cè)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(dòng)勢(shì)為4V可知電壓表應(yīng)選擇V₁；
由于通過(guò)待測(cè)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(yīng)選擇A₁；
由于待測(cè)電阻滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以電流表應(yīng)用外接法；
由于實(shí)驗(yàn)要求能測(cè)多組數(shù)據(jù)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）50.20；（2）4.699；（3）220；（4）A₂，V₁．電路圖如上圖所示．

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來(lái)讀；②根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小來(lái)選擇電壓表的量程，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，若實(shí)驗(yàn)要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)或要求電壓從零調(diào)或不正確的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法；③當(dāng)待測(cè)電阻滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＜$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時(shí)電流表應(yīng)用內(nèi)接法．