Question

8．某同學(xué)要測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率，電阻約為20Ω，部分步驟如下：
（1）分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，長度為50.3mm，直徑為5.310mm．

（2）為更精確地測量其電阻，可供選擇的器材如下：
電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為2Ω）；
電流表A₂（量程l50mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
電壓表V₁量程3V，內(nèi)阻r=1000Ω）；
電壓表V₂（量程l5V，內(nèi)阻約為3000Ω）；
滑動變阻器R₁（最大阻值5Ω）；
滑動變阻器R₂（最大阻值l000Ω）；
電源E（電動勢約為4V，內(nèi)阻r約為1Ω）；
開關(guān)，導(dǎo)線若干．
a．為了使測量盡量準(zhǔn)確，測量時電表讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$，電壓表應(yīng)選V₁，電流表應(yīng)選A₂，滑動變阻器應(yīng)選R₁．（均填器材代號）
b．根據(jù)你選擇的器材，請?jiān)趫D丙所示的線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)；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）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)通過待測電阻的最大電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器；為準(zhǔn)確測量電阻阻值，應(yīng)測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動變阻器可以采用分壓接法，根據(jù)待測電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表的接法，作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：（1）由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：50mm+3×0.1mm=50.3m；
由圖示螺旋測微器可知，螺旋測微器第一部分讀數(shù)為固定刻度，即5mm，找出可動刻度與主尺對齊的刻度線，估讀一位，據(jù)圖可讀出對齊的刻度為31.0，乘以精確度0.01mm再加上固定刻度即最終讀數(shù)：5mm+31.0×0.01=5.310mm．
（2）a、由于電源電壓為4V，顯然電壓表選15V時不滿足讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$的要求，因此只能選V₁；
通過電阻的最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A=150mA，因此電流表選A₂，
為了方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器選用R₁；
b、由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表采用外接法，由于滑動變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值，
為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）50.3；5.310；（2）a、V₁；A₂； R₁；b、電路圖如圖所示．

點(diǎn)評 本題考查了游標(biāo)卡尺與螺旋測微器讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；要掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，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．明確實(shí)驗(yàn)原理和誤差來源，明確電流表、電壓表和滑動變阻器的選擇要求．