Question

（1）游标尺上有10个等分刻度的游标卡尺，游标尺刻度的总长为9mm，游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差0.1mm．有一把这样的游标卡尺，由于长期使用，测量爪磨损严重，当左、右测量爪合在一起时，游标尺的零线与主尺的零线不重合，出现如图1所示的情况，此时两零刻线间的距离为

 

mm

（2）从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有些器材的阻值是大约值，有些器材的阻值是准确值）．设计一个测量阻值Rx约为15kΩ的电阻的电路，要求方法简捷，要尽可能提高测量的精度．
电流表A₁，量程1mA，内阻r_A1≈50Ω
电流表A₂，量程300μA，内阻r_A2≈300Ω
电流表A₃，量程100μA，内阻r_A3≈500Ω
电压表V₁，量程10V，内阻r_V1=15kΩ
电压表V₂，量程3V，内阻r_V2=10kΩ
滑动变阻器R，全阻值50Ω，额定电流为1A电池组，电动势3V，内阻很小但不能忽略
开关及导线若干
（1）测量电路中电流表应选

 

，电压表应选

 

（填代号）．
（2）在图2所示的虚线框中画出测量R_x的电路图．
（3）在所测量数据中选一组数据计算R_x，计算表达式

 

，式中各量的含义为

 

．

Answer 1

分析：（1）由游标卡尺的读数方法，逆向推理可知两零刻度线之间的距离；
（2）（1）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；
（2）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；
（3）由接法可知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）游标卡尺若完好的话，游标的10刻度线应与主尺的9对齐，而现在为游标的6刻度线与主尺的5对齐，因游标的每一小刻度比主尺的最小刻度小0.1mm，则可知，游标部分应向左移动了0.4mm，故两零刻度相差0.4mm；
（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；．
（2）电路应采用分压接法，且电流表采用外接法，答案如图所示：
（3）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

RX

=

U2

I2- U2 IV2

，U₂表示电压表V₂的示数，I₂表示电流A₂的示数．r_V2表示电压表V₂的内阻；
故答案为：（1）0.4；
（2）（1）A₂，V₂；
（2）如上图；
（3）

U2

I2- U2 rV2

，U₂表示电压表V₂的示数，I₂表示电流A₂的示数．r_V2表示电压表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．