Question

6．某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率ρ．

（1）用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径，如图1所示，则其长度L=70.15mm，直径d=4.600mm．
（2）该同学先用如图2所示的指针式多用电表粗测其电阻．他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中，将选择开关置于“×l”档位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度较小，如图2甲所示．试问：
①为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“×l0”档位置．
②再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处，如图2乙所示，那么他该调节欧姆调零旋钮直至指针指在“0Ω”处再继续实验，结果看到指针指在如图2丙所示位置．

③现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：
A．灵敏电流计G（量程200μA，内阻300Ω）     
 B．电流表A（量程3A，内阻约0.3Ω）
C．电压表V₁（量程3V，内阻约3kΩ）             
D．电压表V₂量程l5V，内阻约5kΩ）
E．滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω）             
F．最大阻值为99.99Ω的电阻箱R₂
以及电源E（电动势4V，内阻可忽略）、电键、导线若干
为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大，除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有A、C、E、F．请在图3的方框中画出你设计的电路图．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺读数的方法是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）欧姆表指针偏转角度较小，说明被测阻值较大，应换大档，根据电源电动势选择电压表，根据电路中最大电流选择电流表，滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，灵敏电流计可以采用内接法．

解答 解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为7cm=70mm，游标读数为0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为79mm+0.15mm=70.15mm．
螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×10.0mm=0.100mm，所以最终读数为4.5mm+0.100mm=4.600mm．
（2）①欧姆表的零刻度在右边，指针偏转角度较小说明被测阻值较大，应换较大档，即“×10”档；
②欧姆表换挡后应进行欧姆调零，应调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零；由图丙可以看出被测阻值约为：10×15=150Ω；
③器材中给出的电源电动势为4V，为了读数的准确性电压表选3V量程，即C；
电路中的最大电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{150}$=0.02A=20mA=20000μA，该电流远小于电流表量程0.6A，量程太大，读数误差太大，因此可以选择A、灵敏电流计；
由于电流大于灵敏电流计量程，可以用F电阻箱与灵敏电流计并联分流；此外还需要滑动变阻器E，因此所需实验器材为A、C、E、F．
滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值，滑动变阻器应采用分压接法，灵敏电流计可以采用内接法，实验电路图如图所示：

故答案为：（1）70.15；4.600；（2）①×10；②欧姆调零旋钮；③A、C、E、F；电路图如图所示．

点评 本题考查了游标卡尺与螺旋测微器读数，考查了欧姆表的使用，考查了实验器材的选择、设计电路图；要掌握常用器材的使用及读数方法；要掌握实验器材的选择原则；根据实验原理与实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法是设计电路图的关键．