Question

13．某同學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20分度的游標卡尺測量其長度如圖1，由圖可知其長度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D=4.699mm；
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，表盤的示數(shù)如圖3，則該電阻的阻值R=300Ω．
④該同學想用伏安法更準確地測量其電阻R，要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析，請在如圖4框中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
現(xiàn)提供的器材及其代號、規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A₁（量程0～10mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A₂（量程0～50mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約30kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約50kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R₁（阻值范圍0～20Ω，允許通過的最大電流0.5A）
開關S、導線若干．

Answer 1

分析 ①游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)；
②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)；
③歐姆表指針示數(shù)與倍率的乘積是歐姆表示數(shù)；
④根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，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)阻的關系確定電流表的接法，根據(jù)待測電阻阻值與滑動變阻器最大阻值間的關系確定滑動變阻器的接法，然后作出電路圖．

解答 解：①由圖示游標卡尺可知，其示數(shù)為：50mm+3×0.05mm=50.15mm；
②由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，由圖3所示表盤可知，所測電阻阻值為：30×10=300Ω；
④電源電動勢為4V，電壓表選擇V₁；電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{300Ω}$=0.01A=10mA，則電流表選擇A₁；
待測電阻阻值約為300Ω，電流表內(nèi)阻約為50Ω，電壓表內(nèi)阻約為30kΩ，電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，
電流表應采用外接法；滑動變阻器最大阻值為20Ω，滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻阻值，
為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器去應采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：①50.15；②4.699；③300；④電路圖如圖所示．

點評 本題考查了游標卡尺、螺旋測微器、歐姆表讀數(shù)，考查了實驗器材的選擇，考查了設計電路圖；解決本題的關鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法，游標卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標讀數(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；確定電流表與滑動變阻器的接法是設計電路圖的關鍵．