Question

【題目】(10分)某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：

(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲,由圖可知其長(zhǎng)度為________mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為________mm；用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙，則該電阻的阻值約為_______Ω．

(2)該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：

A．待測(cè)圓柱體電阻R

B．電流表A1，（量程0～4 mA，內(nèi)阻約為50Ω）

C．電流表A2，（量程0～10mA，內(nèi)阻約為30Ω）

D．電壓表V1，（量程0～3V，內(nèi)阻約為10 kΩ）

E. 電壓表V2，（量程0～15V，內(nèi)阻約為25 kΩ）

F．滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）

G．滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）

H．直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）

I． 開關(guān)S、導(dǎo)線若干

為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求便于調(diào)節(jié)且測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所選電流表_____，電壓表______，滑動(dòng)變阻器_____（填所選器材的符號(hào)），并在虛線框中畫出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)．

(3)若該同學(xué)用伏安法跟用多用電表測(cè)量得到的R測(cè)量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為

ρ=________Ω·m．(保留2位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】（1）50.15mm；（2）4.700mm；（3）220Ω；（4）如圖所示

【解析】

試題（1）由圖甲，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為50mm+3×0.05mm=50.15mm；由圖乙，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；由圖丙，用歐姆表測(cè)電阻的讀數(shù)為指針示數(shù)乘以倍率，當(dāng)指針指在中央附近時(shí)測(cè)量值較準(zhǔn)確，歐姆表表盤的示數(shù)為22.0×10Ω=220Ω。

（2）電源電動(dòng)勢(shì)為4V，故電壓表應(yīng)選V1，待測(cè)電阻中最大電流約為，則電流表應(yīng)選A2；滑動(dòng)變阻器選擇小量程的，便于調(diào)節(jié)，故選R1；因待測(cè)電阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)選外接法；又滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻值，故變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)電阻定律、，代入數(shù)據(jù)解得：