Question

4．某同学要测定一个圆柱体的电阻率，进行了如下操作：
（1）用准确到0.1mm的游标卡尺测量圆柱体的长度，用螺旋测微器测量其直径如下图所示．可知其长度为29.8mm，其直径为2.130mm；

（2）用已调零且选择旋钮指向欧姆档“×1”位置的多用电表粗略测量该圆柱体的电阻，根据如图2所示的表盘，可读出被测电阻阻值为7.0Ω．

（3）为了精确的测量该圆柱体的电阻，实验室准备了如下实验器材，用伏安法进行测量：
电压表V₁（量程0～3V，内电阻约1kΩ）；
电压表V₂（量程0～15V，内电阻约5kΩ）；
电流表A₁（量程0～3A，内电阻约0.2Ω）；
电流表A₂（量程0～600mA，内电阻为1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为10Ω，额定电流为1A）；
电池组E（电动势为4V、内电阻约为0.1Ω）；
开关及导线若干．
为使实验能正常进行，减小测量误差，实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，以便画出电流-电压关系图线，则
①电压表应选用V₁（填实验器材的代号）
②电流表应选用A₂（填实验器材的代号）．
③完成实验电路图（图3）．
（4）这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图4所示．由图可知，电流表读数为0.46A，电压表的读数为2.40 V．

Answer 1

分析 （1）解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）欧姆表的读数是指针的读数乘以欧姆档的倍数；
（3）根据电源的电动势和待测电阻的大约阻值，求出电流最大值的大约值，从而确定电流表的量程．根据待测电阻的大小确定电流表的内外接，实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，知滑动变阻器采用分压式接法．
（4）根据图示电表确定其分度值，读出其示数．

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为：2.9cm=29mm，游标尺上第8个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为8×0.1mm=0.8mm，所以最终读数为：29mm+0.8mm=29.8mm．
螺旋测微器的固定刻度为2.0mm，可动刻度为13.0×0.01mm=0.130mm，所以最终读数为2.0mm+0.130mm=2.130mm．
（2）欧姆表指针的读数为7.0，乘以欧姆档的倍数为“×l”，所以欧姆表的读数为7.0×l=7.0Ω．
（3）①电源电动势为4V，则电压表选择电压表V₁，最大电流I=$\frac{3}{7}=0.43A$，则电流表应选用电流表A₂，
②实验要求电表读数从零开始变化，并能多测几组电流、电压值，知滑动变阻器采用分压式接法．待测电阻远小于电压表的内阻，与电流表内阻接近，属于小电阻，则电流表采用外接法．

（4）根据图3可知，由图示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为0.46A；
由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为2.40V．
故答案为：（1）29.8；2.130；（2）7.0；（3）①V₁；②A₂；③如图所示；（4）0.46；2.40．

点评 对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量，欧姆表的读数要乘以欧姆档的倍数，难度适中．