Question

【題目】要測量一個由新材料制成的均勻圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：

（1）用螺旋測微器測量其直徑如圖甲，可知其直徑D為_________mm；用游標卡尺測量其長度如圖乙，可知其長度L為_________cm；

（2）選用多用電表的歐姆擋的“×1”擋，按正確的操作步驟測量圓柱體的電阻，表盤的示數如圖所示，則該電阻的阻值約為____Ω；

（3）為更精確地測量其電阻，要求用伏安法測電阻，可供選擇的器材：

電流表A1（量程0~300mA，內阻約2Ω）；

電流表A2（量程0~ 150mA，內阻約10Ω）；

電壓表V1（量程0~ 1V，內阻r=1000Ω）；

電壓表V2（量程0 ~15V，內阻約為3000Ω）；

定值電阻R0（內阻為2000Ω）；

滑動變阻器R1（最大阻值5Ω）；

滑動變阻器R2（最大阻值1000Ω）；

電源E（電動勢約為4V，內阻r約為1Ω）；

開關，導線若干。

為了使測量盡量準確，測量時電表讀數不得小于其量程的1/3，電壓表V2量程太大，電壓表V1量程太小，因此可以把電壓表V1與定值電阻R0____聯（填“串”或“并”）改裝成新電壓表，則新電壓表量程為________，然后再進行實驗；電流表應選_________，滑動變阻器應選___________（選填代號）

（4）若某次調節滑動變阻器后電壓表V1讀數為U，電流表讀數為I，則此圓柱體材料的電阻率ρ=_________（用題中給出的字母代號表示）；若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ＝__________（保留2位有效數字）。

Answer 1

【答案】 22 串

【解析】

(1) 螺旋測微器：不動刻度為mm，可動刻度為15.0×0.01mm，則讀數為2mm+15.0×0.01mm=2.150mm；

游標卡尺是20分度的卡尺，其分度值為0.05mm，則圖示讀數為：60mm+3×0.05mm=60.15mm=6.015cm；

(2) 歐姆表表盤讀數為22.0Ω，倍率為×1，故歐姆表讀數為22.0Ω；

(3) 電壓表V1內阻r=1000Ω，量程0～1V，偏小，需要串聯分壓電阻R0，內阻為2000Ω，故電壓表量程增加為3V；

最大電流：,，故電流表選擇A2，

為準確測量電阻阻值，應測多組實驗數據，滑動變阻器可以采用分壓接法，選擇小電阻電壓線性好，故選擇R1。

(4)由公式，電阻定律：，其中

解得：，

由題意可知，。