Question

3．某同學(xué)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(biāo)為20分度的卡尺測量其長度如圖1，由圖可知其長度為L=50.15mm；
（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為D=4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻R，表盤的示數(shù)如圖3，則該電阻的阻值約為120Ω．
（4）該同學(xué)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0～30mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動(dòng)勢4V，內(nèi)阻不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關(guān)S導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖4的電路，試指出3處不妥之處：
①電流表選用A₁；
②電流表采用內(nèi)接法；
③滑動(dòng)變阻器采用限流接法．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)；
（2）螺旋測微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)；
（3）歐姆表指針示數(shù)與檔位的乘積是歐姆表示數(shù)；
（4）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，根據(jù)待測電阻阻值與滑動(dòng)變阻器最大阻值間的關(guān)系確定滑動(dòng)變阻器的接法，分析圖示電路圖，然后答題．

解答 解：（1）由圖1所示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）由圖2所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋，由圖3所示表盤可知，待測電阻阻值：R=12×10=120Ω；
（4）電源電動(dòng)勢為4V，電壓表應(yīng)選V₁，電路最大電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{120Ω}$=0.025A=25mA，電流表應(yīng)選A₂，
為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁；待測電阻阻值約為120Ω，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，電流表內(nèi)阻約為30Ω，
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，滑動(dòng)變阻器最大阻值為15Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，
為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由圖3所示電路圖可知：①電流表選用A₁而沒有選擇A₂這是錯(cuò)誤的；
②電流表采用內(nèi)接法而沒有采用外接法，這是錯(cuò)誤的；③滑動(dòng)變阻器采用限流接法而沒有采用分壓接法，這是錯(cuò)誤的；
故答案為：（1）50.15；（2）4.700；（3）120；（4）①電流表選用A₁；②電流表采用內(nèi)接法；③滑動(dòng)變阻器采用限流接法．

點(diǎn)評 本題考查了螺旋測微器、游標(biāo)卡尺、歐姆表讀數(shù)，考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀，注意游標(biāo)卡尺的分度；應(yīng)根據(jù)電源電動(dòng)勢大小或待測電阻的額定電壓來選擇電壓表量程，根據(jù)通過待測電阻的最大電流來選擇電流表的量程；當(dāng)待測電阻阻值遠(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)或要求測得多組數(shù)據(jù)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻時(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)．