Question

【題目】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）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖甲，由圖可知其長度L=_____________mm；

（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑D=_____________mm；

（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，表盤的示數如圖，則該電阻的阻值約為_________。

（4）該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現有的器材及其代號和規格如下：

待測圓柱體電阻R

直流電源E（電動勢4V，內阻不計）

開關S導線若干

電流表A1（量程0～4mA，內阻約50Ω）

電流表A2（量程0～10mA，內阻約30Ω）

電壓表V1（量程0～3V，內阻約10kΩ）

電壓表V2（量程0～15V，內阻約25kΩ）

滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）

滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）

電流表選擇_________，電壓表選擇_________，滑動變阻器選擇________。

為使實驗誤差較小，要求測得多組數據進行分析，請在框中畫出測量的電路圖____________，并連接實物圖_____________。

（5）若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，若已知伏安法測電阻電路中電壓表和電流表示數分別用U和I表示，則用此法測出該圓柱體材料的電阻率ρ＝________．（不要求計算，用題中所給字母表示）

Answer 1

【答案】50.15 4.700 220 A2 V1 R1

【解析】

(1)[1]主尺讀數為5cm=50mm，游標上第3條刻度線與主尺對齊，讀數為3×0.05mm=0.15mm，則長度為50.15mm；

(2)[2]螺旋測微器固定刻度讀數為4.5mm，可動刻度讀數為0.200mm，則直徑為4.700mm；

(3)[3]電阻的阻值：

R=22×10Ω=220Ω；

(4)[4]電阻中最大電流約為

則電流表選A2；

[5]電源電動為4V，電壓表選V1．

[6]要求測得多組數據進行分析，所以應該采用分壓式接法，選擇較小最大值的滑動變阻器，故選R1，

[7]因為

，，

則：

，

故選擇電流表外接法。實驗電路如圖：

[8]根據電路圖畫出的實物圖如圖所示：

(5)[9]由電阻定律

，；

代入解得

。