Question

4．某同學(xué)要測定一個圓柱體的電阻率，進行了如下操作：
（1）用準(zhǔn)確到0.1mm的游標(biāo)卡尺測量圓柱體的長度，用螺旋測微器測量其直徑如下圖所示．可知其長度為29.8mm，其直徑為2.130mm；

（2）用已調(diào)零且選擇旋鈕指向歐姆檔“×1”位置的多用電表粗略測量該圓柱體的電阻，根據(jù)如圖2所示的表盤，可讀出被測電阻阻值為7.0Ω．

（3）為了精確的測量該圓柱體的電阻，實驗室準(zhǔn)備了如下實驗器材，用伏安法進行測量：
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)電阻約1kΩ）；
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)電阻約5kΩ）；
電流表A₁（量程0～3A，內(nèi)電阻約0.2Ω）；
電流表A₂（量程0～600mA，內(nèi)電阻為1Ω）；
滑動變阻器R（最大阻值為10Ω，額定電流為1A）；
電池組E（電動勢為4V、內(nèi)電阻約為0.1Ω）；
開關(guān)及導(dǎo)線若干．
為使實驗?zāi)苷�常進行，減小測量誤差，實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化，并能多測幾組電流、電壓值，以便畫出電流-電壓關(guān)系圖線，則
①電壓表應(yīng)選用V₁（填實驗器材的代號）
②電流表應(yīng)選用A₂（填實驗器材的代號）．
③完成實驗電路圖（圖3）．
（4）這位同學(xué)在一次測量時，電流表、電壓表的示數(shù)如圖4所示．由圖可知，電流表讀數(shù)為0.46A，電壓表的讀數(shù)為2.40 V．

Answer 1

分析 （1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．
（2）歐姆表的讀數(shù)是指針的讀數(shù)乘以歐姆檔的倍數(shù)；
（3）根據(jù)電源的電動勢和待測電阻的大約阻值，求出電流最大值的大約值，從而確定電流表的量程．根據(jù)待測電阻的大小確定電流表的內(nèi)外接，實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化，并能多測幾組電流、電壓值，知滑動變阻器采用分壓式接法．
（4）根據(jù)圖示電表確定其分度值，讀出其示數(shù)．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：2.9cm=29mm，游標(biāo)尺上第8個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為8×0.1mm=0.8mm，所以最終讀數(shù)為：29mm+0.8mm=29.8mm．
螺旋測微器的固定刻度為2.0mm，可動刻度為13.0×0.01mm=0.130mm，所以最終讀數(shù)為2.0mm+0.130mm=2.130mm．
（2）歐姆表指針的讀數(shù)為7.0，乘以歐姆檔的倍數(shù)為“×l”，所以歐姆表的讀數(shù)為7.0×l=7.0Ω．
（3）①電源電動勢為4V，則電壓表選擇電壓表V₁，最大電流I=$\frac{3}{7}=0.43A$，則電流表應(yīng)選用電流表A₂，
②實驗要求電表讀數(shù)從零開始變化，并能多測幾組電流、電壓值，知滑動變阻器采用分壓式接法．待測電阻遠小于電壓表的內(nèi)阻，與電流表內(nèi)阻接近，屬于小電阻，則電流表采用外接法．

（4）根據(jù)圖3可知，由圖示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.46A；
由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2.40V．
故答案為：（1）29.8；2.130；（2）7.0；（3）①V₁；②A₂；③如圖所示；（4）0.46；2.40．

點評 對于基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，正確使用這些基本儀器進行有關(guān)測量，歐姆表的讀數(shù)要乘以歐姆檔的倍數(shù)，難度適中．