Question

（1）①有一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图所示，则该工件的长度L=

 

cm．
②电阻箱各旋钮位置如图所示，该电阻箱的阻值为

 

Ω；

③图中给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径时的示数，此读数应是

 

mm．
（2）从下列给出的器材中选出适当的实验器材，设计一个测量阻值约为15kΩ电阻R_x的电路，要求方法简捷，R_x两端的电压从零开始变化，尽可能提高测量的精度．
A．电流表A₁（量程1mA，内阻r₁约为50Ω）
B．电流表A₂（量程500μA，内阻r₂约为500Ω）
C．电压表V₁（量程10V，内阻r₃=15KΩ）
D．电压表V₂（量程3V，内阻r₄=10KΩ）
E．滑动变阻器R₁（阻值0～50Ω，额定电流为1A）
F．滑动变阻器R₂（阻值0～1kΩ，额定电流为0.1A）
G．电池（E=3V，内阻很小，但不能忽略）
H．电键，导线若干
测量时所用器材为

 

（选填代号），在虚线框内根据所用器材画出测量电路原理图；若选测量数据的一组来计算R_x，则表达式为R_x=

 

，式中各符号的意义是：

 

．

Answer 1

分析：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；按照电阻箱的读数方法，用△所对的数字乘以下面的倍数，然后把他们相加，就得出电阻箱的示数；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．
由题意可知，电源电压为3V，而待测电阻约为15kΩ，则可知电路中电流的最大值，本着安全准确的原则可以选电压表及电流表；
根据电阻阻值与电流表、电压表内阻的大小关系可以选出合理的接法，则可画出电路图；
读出R_X两端的电压及电流，由欧姆定律可求得电阻值．

解答：解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为2cm，游标尺上第5个刻度游标读数为0.05×5mm=0.25mm=0.025cm，所以最终读数为：2cm+0.025cm=2.025cm；
此时电阻箱的示数，R=4×1000+6×100Ω+0×10Ω+3×1Ω+9×0.1Ω=4602.9Ω；
螺旋测微器的固定刻度读数为7mm，可动刻度读数为0.01×2.2mm=0.022mm，所以最终读数为：7mm+0.022mm=7.022mm．
（2）因电源电压为3V，故电压表只能选取V₂，而由欧姆定律可知，电路中的电流约为I=

3V

15000Ω

=200μA，故电流表应选A₂；题目要求R_x两端的电压从零开始变化，故电路应采用分压接法，滑动变阻器选取小电阻即可，即选R₁，故选取的器材为：B D E G H．
且电流表采用外接法，电路原理图如图所示：

由题意可知，电压值为U₂，而电流为A₂中电流减去电压分流电流，则由欧姆定律可知：R_X=

U2

IX

=

U2

I2- U2 r5

，U₂表示电压表V₂的示数，I₂表示电流A₂的示数．r₅表示电压表V₂的内阻；
故答案为：（1）①2.025cm，②4602.9Ω，③7.022mm
         （2）B  D  E  G H．R_X=

U2

I2- U2 r5

，U：电压表的读数；I：电流表的读数； r₅：电压表V₂的内阻．．

点评：本题中游标卡尺考的非常新颖，要求我们能熟练掌握好其原理才能正确作答；
而电学实验的考查重点在于考查：仪表的选择，接法的选择及数据分析和误差分析．