Question

2．某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
（1）游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖1所示，可知其長(zhǎng)度為50.10mm；

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體的直徑．為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖所示的部件B（選填“A”、“B”、“C”或“D”）．從圖2中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為0.410mm．
（3）選用多用電表的電阻“×1”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖3所示，則該電阻的阻值約為22Ω；

（4）為更精確地測(cè)量其電阻，可供選擇的器材如下：
電流表A₁（量程300mA，內(nèi)阻約為2Ω）；
電流表A₂（量程150mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
電壓表V₁（量程1V，內(nèi)阻r=1 000Ω）；
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約為3 000Ω）；
定值電阻R₀=1 000Ω；
滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值為5Ω）；
滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值為1 000Ω）；
電源E（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻r約為1Ω）；
開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線(xiàn)若干．
為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$，電壓表應(yīng)選V₁，電流表應(yīng)選A₂，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．（均填器材代號(hào)）
根據(jù)你選擇的器材，請(qǐng)?jiān)谌鐖D4的線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．

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；
（2）明確螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，螺旋測(cè)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；
（3）根據(jù)多用電表的讀數(shù)方法可得出對(duì)應(yīng)的讀數(shù)；
（4）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值，應(yīng)測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法，根據(jù)待測(cè)電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表的接法，作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標(biāo)尺上第2個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為2×0.05mm=0.10mm，所以最終讀數(shù)為：
50mm+0.15mm=50.10mm；
（2）讀數(shù)前應(yīng)先旋緊B，使讀數(shù)固定不變，螺旋測(cè)微器的固定刻度為0mm，可動(dòng)刻度為41.0×0.01mm=0.410mm，所以最終讀數(shù)為0mm+0.410mm=0.410mm；
（3）多用電表的電阻“×1”擋測(cè)電阻，由圖示表盤(pán)可知，所測(cè)電阻阻值為24×1=24Ω；
（4）電源電動(dòng)勢(shì)為4V，直接使用電壓表V₁量程太小，
為了使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的$\frac{1}{3}$，使用電壓表V₂量程又太大，
可以把電壓表V₁與定值電阻R₀串聯(lián)，增大其量程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故電壓表選擇V₁，
 待測(cè)電阻兩端的電壓不能超過(guò)2V，最大電流不超過(guò)100mA，所以電流表選A₂，
待測(cè)電阻的電壓從零開(kāi)始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，變阻器采用分壓式接法，為保證電路安全方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．
為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值，應(yīng)測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法，由于待測(cè)電阻阻值接近電流表內(nèi)阻，所以采用電流表外接法．
如圖所示：

故答案為：（1）50.10；（2）B，0.410； （3）22；（4）V₁，A₂，R₁．電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測(cè)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．明確實(shí)驗(yàn)原理和誤差來(lái)源，明確電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的選擇要求．