Question

某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体电阻的电阻率，进行如下实验：

（1）分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量，结果如图所示，其读数分别是L＝_____mm，d＝_____mm

（2）下图是一个多量程多用电表的内部简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置5、6时，可用来测量____；当S旋到位置1、2时，可用来测量电流，其中S旋到位置___时量程较大。

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻如图，则该电阻的阻值约为____Ω．

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻R

直流电源E（电动势为4V，内阻不计）

电流表A₁(量程为0～4mA，内阻约50Ω)

电流表A₂(量程为0～10mA，内阻约30Ω)

电压表V₁(量程为0～3V，内阻约10kΩ)

电压表V₂(量程为0～15V，内阻约25kΩ)

滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流为2.0A）

滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）；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，请在画出测量的电路图____（标明所用器材的代号）。

Answer

电压 1 220 如图所示；

【解析】（1））游标卡尺的主尺读数为23mm，游标尺上第7个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.1×7mm=0.7mm，所以最终读数为：23mm+0.7mm=23.7mm；
螺旋测微器的固定刻度读数为2.5mm，可动刻度读数为0.01×29.2mm=0.292mm，所以最终读数为：2.5mm+0.292mm=2.792mm．

（2）当转换开关S旋到位置5、6时，可用来测量电压；当S旋到位置 1、2时，电流表与电阻并联，并联电阻起分流作用，可用来测量电流．S旋到位置1时，并联电阻阻值较小，则分流较大，故S旋到位置1时，电流表量程较大．

（3）则该电阻的阻值约为22×10Ω=220Ω．

（4）电源电动势为4V，故电压表应选V1，电阻中最大电流约为 ； 则电流表应选A2；滑动变阻器的电阻值相对比较小，所以选择分压式接法； ； ，因待测电阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法；电路图如图所示：

点睛：测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计．测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表内、外接法．控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法．在两种方法都能用的情况下，为了减小能耗，选择限流式接法．