Question

20．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）選用多用電表的電阻“×1”檔，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖1所示，則該電阻的阻值約為22Ω．
（2）為更精確地測(cè)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150mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
電壓表V₁（量程1V，內(nèi)阻r=1000Ω）；
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω）；
定值電阻R₀=1000Ω
滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為5Ω）
滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為1000Ω）
電源E（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻r約為1Ω）
開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干．
為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)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(dòng)變阻器應(yīng)選R₁（填器材代號(hào)）．
（3）根據(jù)你選擇的器材，請(qǐng)?jiān)趫D2線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析 （1）用歐姆表測(cè)電阻的讀數(shù)為指針示數(shù)乘以倍率；
（2）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)通過(guò)待測(cè)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(dòng)變阻器；
（3）為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值，應(yīng)測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法，根據(jù)待測(cè)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）選用多用電表的電阻“×1”檔，由圖示歐姆表可知，電阻阻值：22×1=22Ω．
（2）由于電源電壓為4V，顯然電壓表選15V時(shí)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，而V₁量程又太小，而題目中給了一個(gè)定值電阻，將定值電阻與電壓表串聯(lián)，裝成一個(gè)新的電壓表，量程為2V，基本滿足要求，這樣由于電阻值約22Ω，因此回路電流最大約100mA左右，因此電流表選A₂，為了測(cè)量精確，滑動(dòng)變阻器采分壓式接法，為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器選用R₁．
（3）由題意可知，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，待測(cè)電阻阻值大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）22；（2）V₁；A₂；R₁；（3）電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖等問(wèn)題，要掌握常用器材的使用及讀數(shù)方法；要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則，選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)首先要保證安全，器材要考慮精確性原則，同時(shí)還要兼顧方便實(shí)驗(yàn)操作．