Question

同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
①用20分度的游标卡尺测量其长度如图1所示，可知其长度为

 

mm；

②用螺旋测微器测量其直径如图2所示，可知其直径为

 

mm；
③用多用电表的电阻“×10”档，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3，则该电阻的阻值约为

 

Ω，他还需要换档重新测量吗？

 

 （答“需要”或“不需要”）．
④为更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A₁（量程0～3mA，内阻约50Ω）
电流表A₂（量程0～15mA，内阻约30Ω）
电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ）
开关S，导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，电流表应选用

 

，电压表应选用

 

，滑动变阻器应选用

 

．
⑤请在图4中补充连线完成本实验．

Answer 1

分析：①游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数；
②螺旋测微器读数=固定刻度读数+游标尺读数；
③欧姆表读数=表盘读数×倍率；
④根据欧姆定律估算出最大电流，然后选择电流表；根据电源电动势选择电压表；要求测得多组数据进行分析，滑动变阻器采用分压式接法，用小电阻控制大电阻；
⑤将限流式接法改成分压式接法即可．

解答：解：①游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数为：50mm+0.05mm×3=50.15mm；
②螺旋测微器读数=固定刻度读数+游标尺读数为：4.5mm+0.01mm×19.8=4.698mm；
③欧姆表读数=表盘读数×倍率=22Ω×10=220Ω；
中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小，故不需要重新换挡．
④根据欧姆定律，最大电流：I=

4V

220Ω

≈18.2mA，故电流表选择A₂；
电源电动势4V，故电压表选择V₁；
要求测得多组数据进行分析，滑动变阻器采用分压式接法，用小电阻控制大电阻，故滑动变阻器选择R₁；
⑤限流式接法改成分压式接法，如图所示：

故答案为：
①50.15；
②4.698；
③220，不需要；
④A₂、V₁、R₁；
⑤如图所示．

点评：本题前三问关键是会使用基本仪器读数；后两问关键是明确实验原理和误差来源，明确电流表、电压表和滑动变阻器的选择要求．