Question

11．某同學(xué)要探究一種新材料制成的圓柱體的電阻．步驟如下：

①用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖1，由圖可知其直徑為8.600mm．
②用多用電表歐姆檔粗略測(cè)量此圓柱體的電阻，所選倍率檔為x1檔，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到×10檔．如果換檔后立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是歐姆調(diào)零，若補(bǔ)上該步驟后測(cè)量，表盤(pán)的示數(shù)如圖2，則該電阻的阻值是220Ω．
③該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：
待測(cè)圓柱體電阻R
電流表A₁（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A₂（量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0～15Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0A）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0～20kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5A）
開(kāi)關(guān)S
導(dǎo)線(xiàn)若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，則該實(shí)驗(yàn)所選電壓表為V₁ （填V₁或V₂），所選電流表為A₂（填A(yù)₁或A₂），所選滑動(dòng)變阻器為R₁（填R₁或R₂）；
請(qǐng)?jiān)谌鐖D3方框中畫(huà)出測(cè)量的電路圖．

Answer 1

分析 ①螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；
②用歐姆表測(cè)電阻要選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線(xiàn)附近，歐姆表?yè)Q擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與檔位的乘積是歐姆表示數(shù)；
③根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖

解答 解：①由圖1所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：8.5mm+10.0×0.01mm=8.600mm；
②選倍率檔為x1檔，表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，說(shuō)明所選擋位太小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，
應(yīng)換到×10檔，換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，然后再測(cè)電阻，由圖2所示可知，歐姆表示數(shù)為22×10=220Ω；
③電源電動(dòng)勢(shì)為4V，電壓表應(yīng)選V₁，電路最大電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{220}$≈0.0136A=13.6mA，電流表應(yīng)選A₂，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁，待測(cè)電阻阻值大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

答案為：①8.600； ②×10；歐姆調(diào)零；220；③V₁；A₂；R₁；電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) ①游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來(lái)讀，注意游標(biāo)卡尺的分度；②應(yīng)根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小或待測(cè)電阻的額定電壓來(lái)選擇電壓表量程，根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流來(lái)選擇電流表的量程；③當(dāng)待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)選外接法；當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻值時(shí)或要求電流從零調(diào)時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式；④當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)或要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻時(shí)，變阻器應(yīng)采用分壓式接法，應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié)．