Question

13．某同学要测量一个额定功率为2W，阻值约为5Ω的导体的电阻率，实验室中现有如下实验材料：蓄电池E（电动势约为6V，内阻不计）、开关、导线若干外，还有
A．电流表A₁（量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω）
B．电流表A₂（量程0～3A，内阻约为0.05Ω）
C．电压表V₁（量程0～3V，内阻约为3kΩ）
D．电压表V₂（量程0～15V，内阻约为15kΩ）
E．滑动变阻器R₁（0～500Ω）
F．滑动变阻器R₂（0～10Ω）

（1）用游标卡尺如图1测量导体的长度，其读数为3.06cm，用螺旋测微器如图2测量其直径，其示数为0.4700cm
（2）为了较准确的测量导体的阻值，要求电压从零开始调节，多测几组数据，画出U-I图象，从而求出导体的阻值，电流表应选A，电压表应选C，滑动变阻器应选F（填器材前的字母序号）
（3）在方框如图3内画出实验的电路图．

Answer 1

分析 本题（1）读数时应分成整数部分和小数部分两边方法来读；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．
题（2）的关键是根据待测电阻的额定功率和电阻求出额定电流和额定电压即可选择电流表与电压表的量程，根据实验要求电压从零调可知变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；
题（3）的关键是根据待测电阻满足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}＞$$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，可知电流表应用外接法．

解答 解：（1）：游标卡尺读数为：D=30mm+6×0.1mm=30.6mm=3.06cm；
螺旋测微器的固定刻度为4.5mm，可动刻度为0.01×20.0mm=0.200mm，
所以最终读数为：4.700mm=0.4700cm．
（2）：根据P=I²R，可求出通过待测电阻的额定电流为：I=$\sqrt{\frac{P}{R}}$=$\sqrt{\frac{2}{5}}$A=0.63A，所以电流表应选A；
根据U=IR可知，待测电阻两端的最大电压为：U_max=IR=0.63×5V=3.16V，所以电压表应选C；
由于实验要求电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法，应选择全电阻小的变阻器F以方便调节；
（3）：由于待测电阻满足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}＞$$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，电流表应用外接法，又变阻器采用分压式接法，电路图如图所示：
故答案为：（1）3.06，0.4700；（2）A，C，F；（3）如上图所示．

点评 螺旋测微器的读数方法，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．
应明确：①应根据待测电阻的额定电流与额定电压来选择电流表与电压表的量程；②当实验要求电压或电流从零调时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节；③当待测电阻满足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{X}}＞$$\frac{{R}_{X}}{{R}_{A}}$，时，电流表应用外接法，满足小于时，电流表应用内接法．