Question

（1）①有一位學生用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度，測得的結果如圖所示，則該工件的長度L=

 

cm．
②電阻箱各旋鈕位置如圖所示，該電阻箱的阻值為

 

Ω；

③圖中給出的是用螺旋測微器測量一小鋼球的直徑時的示數，此讀數應是

 

mm．
（2）從下列給出的器材中選出適當的實驗器材，設計一個測量阻值約為15kΩ電阻R_x的電路，要求方法簡捷，R_x兩端的電壓從零開始變化，盡可能提高測量的精度．
A．電流表A₁（量程1mA，內阻r₁約為50Ω）
B．電流表A₂（量程500μA，內阻r₂約為500Ω）
C．電壓表V₁（量程10V，內阻r₃=15KΩ）
D．電壓表V₂（量程3V，內阻r₄=10KΩ）
E．滑動變阻器R₁（阻值0～50Ω，額定電流為1A）
F．滑動變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流為0.1A）
G．電池（E=3V，內阻很小，但不能忽略）
H．電鍵，導線若干
測量時所用器材為

 

（選填代號），在虛線框內根據所用器材畫出測量電路原理圖；若選測量數據的一組來計算R_x，則表達式為R_x=

 

，式中各符號的意義是：

 

．

Answer 1

分析：游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀；按照電阻箱的讀數方法，用△所對的數字乘以下面的倍數，然后把他們相加，就得出電阻箱的示數；螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
由題意可知，電源電壓為3V，而待測電阻約為15kΩ，則可知電路中電流的最大值，本著安全準確的原則可以選電壓表及電流表；
根據電阻阻值與電流表、電壓表內阻的大小關系可以選出合理的接法，則可畫出電路圖；
讀出R_X兩端的電壓及電流，由歐姆定律可求得電阻值．

解答：解：（1）游標卡尺的固定刻度讀數為2cm，游標尺上第5個刻度游標讀數為0.05×5mm=0.25mm=0.025cm，所以最終讀數為：2cm+0.025cm=2.025cm；
此時電阻箱的示數，R=4×1000+6×100Ω+0×10Ω+3×1Ω+9×0.1Ω=4602.9Ω；
螺旋測微器的固定刻度讀數為7mm，可動刻度讀數為0.01×2.2mm=0.022mm，所以最終讀數為：7mm+0.022mm=7.022mm．
（2）因電源電壓為3V，故電壓表只能選取V₂，而由歐姆定律可知，電路中的電流約為I=

3V

15000Ω

=200μA，故電流表應選A₂；題目要求R_x兩端的電壓從零開始變化，故電路應采用分壓接法，滑動變阻器選取小電阻即可，即選R₁，故選取的器材為：B D E G H．
且電流表采用外接法，電路原理圖如圖所示：

由題意可知，電壓值為U₂，而電流為A₂中電流減去電壓分流電流，則由歐姆定律可知：R_X=

U2

IX

=

U2

I2- U2 r5

，U₂表示電壓表V₂的示數，I₂表示電流A₂的示數．r₅表示電壓表V₂的內阻；
故答案為：（1）①2.025cm，②4602.9Ω，③7.022mm
         （2）B  D  E  G H．R_X=

U2

I2- U2 r5

，U：電壓表的讀數；I：電流表的讀數； r₅：電壓表V₂的內阻．．

點評：本題中游標卡尺考的非常新穎，要求我們能熟練掌握好其原理才能正確作答；
而電學實驗的考查重點在于考查：儀表的選擇，接法的選擇及數據分析和誤差分析．