Question

（1）用螺旋測微器測量某一方鋼的厚度，如圖A所示，鋼板的厚度為

 

 mm；用游標為20分度的卡尺測方鋼的邊長，如圖B所示，鋼板的長度為

 

 cm．
（2）某電阻元件的阻值R隨溫度t變化的圖象如圖甲所示．一個同學進行了如下設計：將一電動勢E=1.5V（內阻不計）的電源、量程5mA內阻為100Ω的電流表、電阻箱R′以及用該電阻元件R，串聯成如圖乙所示的電路．如果把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”．
①電流刻度較小處對應的溫度刻度

 

；（選填“較高”或“較低”）
②若電阻箱阻值R′=250Ω，圖丙中3mA刻度處對應的溫度數值為

 

℃．
（3）某同學為了測量電流表A₁的內阻精確值，有如下器材：
電流表A₁（量程300mA，內阻約為5Ω）；電流表A₂（量程600mA，內阻約為1Ω）；電壓表V（量程15V，內阻約為3kΩ）；
滑動變阻器R₁（0～5Ω，額定電流為1A）；滑動變阻器R₂（0～50Ω，額定電流為0.01A）；電源E（電動勢3V，內阻較小）；
定值電阻R₀ （5Ω）；單刀單擲開關一個、導線若干．
①要求待測電流表A₁的示數從零開始變化，且多測幾組數據，盡可能的減少誤差，以上給定的器材中滑動變阻器應選

 

．在答題卡的方框內畫出測量用的電路原理圖，并在圖中標出所用儀器的代號．
②若選測量數據中的一組來計算電流表A₁的內阻r₁，則r₁的表達式為r₁=

 

；上式中各符號的物理意義是

 

．

Answer 1

分析：（1）螺旋測微器讀數時注意半毫米刻度線是否露出，需要估讀；游標卡尺讀數時注意三種分度區別，不需要估讀．（3）題關鍵是根據估算和電表讀數要求排除使用電壓表，然后根據串并聯規律得出圖中所示的測量電路．

解答：解：（1）螺旋測微器的讀數為d=8mm+3.0×0.01mm=8.030mm，游標卡尺讀數為L=104mm+16×0.05mm=104.80mm
（2）①由R-t圖象可知，電阻R隨溫度升高而逐漸增大，再由閉合電路歐姆定律I=

E

R +R ′   +R   A

可得，R大時電流小，即對應溫度較高．
     ②根據閉合電路歐姆定律有I=

E

R +R   A +R ′

代入數據得R=150Ω，根據R-t圖象可讀出t=50°C
（3）①因要求待測電流表A₁的示數從零開始變化，所以變阻器應用分壓式接法，應選阻值小的

R

1

，由于待測電流表

A

1

的滿偏電壓

U

1

=

I   1 r

1

=1.5V，不足電壓表量程的

1

3

，所以不能使用電壓表，只能利用兩個電流表完成測量．由于

A

2

的量程

A

1

的2倍，而

A

1

的內阻又與定值電阻

R

0

相同，可考慮將

A

1

與

R

0

并聯再

A

2

串聯，電路圖如圖所示

     ②根據歐姆定律有

I

2

=

I

1

+

I   1 r   1

R   0

，解得

r

1

=

(I   2 -I   1 )R   0

I   1

，

I

1

、

I

2

分別為

A

1

、

A

2

的示數，

R

0

是定值電阻的大小．
故答案為（1）8.030，10.480
        （2）①較高，②47
        （3）①

R

1

，如圖，②

(I   2 -I   1 )R   0

I   1

，③

I

1

、

I

2

分別為

A

1

、

A

2

的示數，

R

0

是定值電阻的大小

點評：要掌握螺旋測微器和游標卡尺的讀數方法；掌握通過估算選擇電學儀器和設計電路的思路和方法．