Question

13．某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
①用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖1，由圖可知其長(zhǎng)度L=50.15mm；

②用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖2，由圖可知其直徑D=4.699mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖3，則該電阻的阻值R=300Ω．
④該同學(xué)想用伏安法更準(zhǔn)確地測(cè)量其電阻R，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)谌鐖D4框中畫出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．
現(xiàn)提供的器材及其代號(hào)、規(guī)格如下：
待測(cè)圓柱體電阻R
電流表A₁（量程0～10mA，內(nèi)阻約50Ω）
電流表A₂（量程0～50mA，內(nèi)阻約30Ω）
電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約30kΩ）
電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約50kΩ）
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0～20Ω，允許通過的最大電流0.5A）
開關(guān)S、導(dǎo)線若干．

Answer 1

分析 ①游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)；
②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)；
③歐姆表指針示數(shù)與倍率的乘積是歐姆表示數(shù)；
④根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，根據(jù)待測(cè)電阻阻值與滑動(dòng)變阻器最大阻值間的關(guān)系確定滑動(dòng)變阻器的接法，然后作出電路圖．

解答 解：①由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：50mm+3×0.05mm=50.15mm；
②由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；
③用多用電表的電阻“×10”擋，由圖3所示表盤可知，所測(cè)電阻阻值為：30×10=300Ω；
④電源電動(dòng)勢(shì)為4V，電壓表選擇V₁；電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{300Ω}$=0.01A=10mA，則電流表選擇A₁；
待測(cè)電阻阻值約為300Ω，電流表內(nèi)阻約為50Ω，電壓表內(nèi)阻約為30kΩ，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，
電流表應(yīng)采用外接法；滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值，
為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器去應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

故答案為：①50.15；②4.699；③300；④電路圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、歐姆表讀數(shù)，考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇，考查了設(shè)計(jì)電路圖；解決本題的關(guān)鍵掌握游標(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；確定電流表與滑動(dòng)變阻器的接法是設(shè)計(jì)電路圖的關(guān)鍵．