Question

18．（1）圖甲種游標(biāo)卡尺的讀數(shù)是2.98cm，圖乙中螺旋測微器的讀數(shù)是5.680mm．
（2）某同學(xué)測量一未知電阻的阻值．
（a）首先用多用電表粗側(cè)電阻的大小，將多用表選擇開關(guān)置于×10擋，凋零后，將紅黑表筆分別接電阻兩端，發(fā)現(xiàn)指針讀數(shù)如圖丙所示，則所測阻值為200Ω．
（b）接著該同學(xué)計(jì)劃用伏安法較準(zhǔn)確地測量電阻的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和提供的器材，已完成實(shí)物連線如圖丁連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù)，該同學(xué)用多用電表檢查電路故障，他的操作如下：選用多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可能是連接連接電流表和電壓表之間的導(dǎo)線發(fā)生了斷路．（圖中電表左接線柱均為“-”）
（c）實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭，記下多組電流表示數(shù)I（單位A）、電壓表示數(shù)U（單位V），然后在坐標(biāo)紙上作出I-U圖線，圖中直線的斜率的倒數(shù)大小表示特測電阻阻值．在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，測量值＜真實(shí)值．（填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)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(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
（2）（a）歐姆表指針示數(shù)與倍率的乘積是歐姆表的示數(shù)．
（b）根據(jù)待測阻值與滑動(dòng)變阻器阻值間的關(guān)系確定滑動(dòng)變阻器是采用分壓接法還是限流接法，根據(jù)待測電阻阻值與電流表與電壓表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖．根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（c）根據(jù)歐姆定律求出電壓與電流的關(guān)系式，然后根據(jù)表達(dá)式求出電阻大��；電流表外接法，由于電壓表分流，使電阻測量值小于真實(shí)值．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為2.9mm，游標(biāo)尺上第8個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為8×0.1mm=0.8mm，所以最終讀數(shù)為：2.9mm+0.8mm=7.2mm=2.98cm．
螺旋測微器的固定刻度為5.5mm，可動(dòng)刻度為18.0×0.01mm=0.180mm，所以最終讀數(shù)為5.5mm+0.180mm=5.680mm；
（2）（a） 由圖甲所示歐姆表可知，所測電阻阻值為：20×10Ω=200Ω．
（b）由于滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω，遠(yuǎn)小于待測電阻阻值200Ω，如果滑動(dòng)變阻器采用限流接法，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，電路電流及待測電阻電壓變化較小，不能進(jìn)行多次測量，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；電壓表內(nèi)阻是20kΩ，電流表內(nèi)阻是10Ω，待測電阻阻值約為200Ω，相對(duì)來說電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，因此電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖2所示．

閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表皆沒有讀數(shù)，說明電路存在斷路；用電壓表測：電源正負(fù)極間、變阻器電阻絲的兩端、電流表“-”接線柱和電壓表“+”接線柱之間，結(jié)果多用電表的指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明各測試連點(diǎn)之間不存在斷路，因此電路斷路位置在連接電流表與電壓表之間的導(dǎo)線斷路．
（c）由歐姆定律可知，I=$\frac{U}{R}$，則U=IR，在電阻一定時(shí)，U與I成正比，它們的比例系數(shù)是導(dǎo)體電阻R，因此I-U圖象的斜率的倒數(shù)大小表示電阻阻值；實(shí)驗(yàn)采用了電流表外接法，由于電壓表的分流作用，使電流表的測量值大于真實(shí)值，由R=$\frac{U}{I}$可知，電阻的測量值小于電阻的真實(shí)值．
故答案為：（1）2.98；5.680；（2）（a）200；（b）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示；實(shí)物電路圖如圖2所示；
（c）連接電流表和電壓表；（4）斜率的倒數(shù)，＜

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測量儀器的讀數(shù)、歐姆表讀數(shù)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)誤差分析等問題；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路是該題的難點(diǎn)，也是正確解題的關(guān)鍵；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵是：確定滑動(dòng)變阻器采用分壓接法還是限流接法，電流表是采用內(nèi)接法還是外接法．