Question

2．某同學要測量額定電壓為3V的某圓柱體電阻R的電阻率ρ．
（1）用游標卡尺測量其長度，如圖1所示，則其長度L=70.15 mm．

（2）為精確測量R的阻值，該同學先用如圖所示的指針式多用電表粗測其電阻．他將紅黑表筆分別插入“+”、“-”插孔中，將選擇開關(guān)置于“×l”檔位置，然后將紅、黑表筆短接調(diào)零，此后測阻值時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度如圖2甲所示．試問：
①為減小讀數(shù)誤差，該同學應將選擇開關(guān)置于“×l0”檔位置．
②再將紅、黑表筆短接，此時發(fā)現(xiàn)指針并未指到右邊的“0Ω”處，如圖2乙所示，那么他該調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕直至指針指在“0Ω”處再繼續(xù)實驗，結(jié)果看到指針指在如圖2丙所示位置．
（3）現(xiàn)要進一步精確測量其阻值，實驗室提供了下列可選用的器材：
A．靈敏電流計G（量程200μA，內(nèi)阻300Ω）
B．電流表A（量程3A，內(nèi)阻約0.3Ω）
C．電壓表V₁（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．電壓表V₂（量程l5V，內(nèi)阻約5kΩ）
E．滑動變阻器R₁（最大阻值為10Ω）F．
F．最大阻值為99.99Ω的電阻箱R₂
以及電源E （電動勢4V，內(nèi)阻可忽略）、電鍵、導線若干
為了提高測量精確度并且使電阻R兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，除電源、電鍵、導線以外還應選擇的最
恰當器材（只需填器材前面的字母）有ACEF．請在圖3的方框中畫出你設(shè)計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）用歐姆表測電阻，要選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線附近，歐姆表換擋后要重新進行歐姆調(diào)零．
（3）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路中最大電流選擇電流表，滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻阻值，滑動變阻器應采用分壓接法，靈敏電流計可以采用內(nèi)接法．

解答 解：（1）游標卡尺的固定刻度讀數(shù)為7cm=70mm，游標讀數(shù)為0.05×3mm=0.15mm，所以最終讀數(shù)為79mm+0.15mm=70.15mm．
（2）①歐姆表的零刻度在右邊，指針偏轉(zhuǎn)角度較小說明被測阻值較大，應換較大檔，即“×10”檔；
②歐姆表換擋后應使兩表筆短接，重新調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零；
（3）由圖丙可以看出被測阻值約為：10×15=150Ω，器材中給出的電源電動勢為4V，為了讀數(shù)的準確性電壓表選3V量程，即C，
電路中的最大電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{150}$≈0.02A，該電流遠小于電流表量程0.6A，量程太大，讀數(shù)誤差太大，因此可以選擇A、靈敏電流計；
由于電流大于靈敏電流計量程，可以用F電阻箱與靈敏電流計并聯(lián)分流；此外還需要滑動變阻器E，因此所需實驗器材為A、C、E、F．滑動變阻器最大阻值遠小于待測電阻阻值，滑動變阻器應采用分壓接法，靈敏電流計可以采用內(nèi)接法，實驗電路圖如圖所示：

故答案為：（1）70.15；（2）①×10；②歐姆調(diào)零旋鈕；（3）ACEF；電路圖如圖所示．

點評 游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)，對游標卡尺讀數(shù)時要注意游標尺的精度，游標卡尺不需要估讀；
根據(jù)題意求出通過電阻的最大電流然后選擇電流表，為擴大電流表量程可以給電流表并聯(lián)一個分流電阻；
根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法是正確作出電路圖的關(guān)鍵．