Question

2．某同學要測量一分布均勻材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
（1）用游標為 20 分度的卡尺測量其長度如圖1，由圖可知其長度為49.15mm；
（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖2，由圖可知其直徑為4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測得此圓柱體的電阻阻值，表盤的示數如圖3，則該電阻的阻值約為Ω150Ω．
（4）為了更加準確地測出該圓柱體的電阻，除了導線和開關外，有以下一些器材可選擇：
A．電源 E （電動勢 6V、內阻可忽略不計）
B．電流表A₁（量程 0～0.6A，內阻約 0.12Ω）
C．電流表A ₂（量程 0～20mA，內阻約 200Ω）
D．電壓表V₁（量程 0～3V，內阻約 3kΩ）
E．電壓表V₂（量程 0～15V，內阻約 15kΩ）
F．待測電阻R_x
G．滑動變阻器R₀ （ 0～10Ω，允許最大電流 2.0A ）
其中電流表選擇C．電壓表選擇D．
請選擇合適的器材在圖4方框中畫出實驗電路并標出所選實驗器材的代號．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．
（2）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到0.001mm．
（3）歐姆表讀數時要用示數乘以倍率．
（4）電壓表和電流表的讀數時要根據電表的量程及最小分度選擇電流表與電壓表，根據實驗的要求選擇滑動變阻器的接法，然后作出電路圖．

解答 解：（1）游標為20分度，其測量精度為0.05mm，由圖示游標卡尺可知，其示數為：49mm+3×0.05mm=49.15mm；
（2）由圖示螺旋測微器可知，其示數為：4..5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；
（3）用多用電表的電阻“×10”擋粗測電阻，由圖3所示表盤可知，待測電阻阻值為：15×10=150Ω．
（4）電源電動勢為6V，為減小讀數誤差，電壓表應選擇D；電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{150Ω}$=0.02A=20mA，則電流表應選擇C；
待測電阻阻值約150Ω，電流表內阻約為200Ω，電壓表內阻約為3kΩ，電壓表內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10Ω，為測多組實驗數據滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）49.15；（2）4.700；（3）150；（4）C；D；電路圖如圖所示．

點評 游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的示數；螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數之和是螺旋測微器的示數；游標卡尺不需要估讀，螺旋測微器需要估讀，對游標卡尺讀數時，要注意游標尺的精度．根據題意確定滑動變阻器與電流表的接法是設計電路圖的關鍵．