有一根細而均勻的導電材料,截面為同心圓環(huán)如圖1所示,已知這種材料的電阻率為ρ,長度為L,欲測量該樣品的內(nèi)徑,但內(nèi)徑太小,無法直接測量.現(xiàn)提供以下實驗器材:
A.螺旋測微器
B.電流表A1(量程50mA,內(nèi)阻r1=100Ω)
C.電流表A2(量程100mA,內(nèi)阻r2約為40Ω)
D.滑動變阻器R1(0-10Ω,額定電流2A)
E.直流電源E(12V,內(nèi)阻很。
F.上述導電材料R2(長L約為5cm,電阻約為100Ω)
G.開關一只,導線若干
請用上述器材設計一個盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案,①用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖2所示,其示數(shù)D=
 
mm.②在所給的方框中畫出設計的實驗電路圖,并標明所選器材.③用已知的物理量和所測得的物理量的符號表示樣品的內(nèi)徑d=
 
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分析:①螺旋測微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+半刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)
②電流表A1內(nèi)阻已知,故將電流表A1當電壓表使用;為得到較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,滑動變阻器采用分壓式接法;
③根據(jù)并聯(lián)電路總電流等于各個支路電流之和,得到通過電阻的電流;根據(jù)歐姆定律計算出電阻值;最后再根據(jù)電阻定律求解出直徑.
解答:解:①螺旋測微器的讀數(shù)應先從主尺上讀整半毫米數(shù),然后從可動刻度讀出不足半毫米的數(shù)值,此時應注意估讀,3.000mm+0.01×20.5mm=3.205mm,在范圍3.204mm-3.206mm之內(nèi)都算準確.
②儀器中沒有提供電壓表,電流表A1其內(nèi)阻為準確值,所以可以用此表來當作電壓表,用電流值與內(nèi)阻乘積表示該表兩端的電壓,電路用滑動變阻器分壓接法、安培表外接,如圖所示.
精英家教網(wǎng)③通過R2的電流為I2-I1,由歐姆定律有:R2=
I1r1
I2-I1

根據(jù)電阻定律,有:R2
L
1
4
πD2-
1
4
πd2

由以上兩式得到:d=
D2-
4ρL(I2-I1)
πI1r1

故答案為:①3.205,②如圖所示,③d=
D2-
4ρL(I2-I1)
πI1r1
點評:本題關鍵是明確電阻測量的兩種方法,用歐姆表粗略測量,用伏安法精確測量;同時會用螺旋測微器測量長度,會減小伏安法測電阻的誤差.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

有一根細而均勻的導電材料樣品,截面為同心圓環(huán),如圖1所示.此樣品的長L約為3cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ,且該樣品的內(nèi)徑太小而無法直接測量.現(xiàn)提供以下實驗器材:
A.20等分刻度的游標卡尺;
B.螺旋測微器;
C.電流(量程為50mA,內(nèi)阻r1=100Ω);
D.電流(量程為100mA,內(nèi)阻r2約為40Ω);
E.滑動變阻器R1(0~10Ω,額定電流為2A);
F.直流電源E(電動勢為12V,內(nèi)阻很。
G.導電材料樣品R2(長L約為3cm,電阻R2約為100Ω);
H.開關一只,導線若干.
請根據(jù)上述器材設計一個盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案,回答下列問題

(1)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖2所示,其示數(shù)L=
30.35
30.35
 mm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖3所示,其示數(shù)D=
1.730
1.730
 mm.
(2)畫出設計的實驗電路圖,并標明所選器材的字母.
(3)用已知物理量和所測得的物理量的符號表示樣品的內(nèi)徑d(寫出推導過程).

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科目:高中物理 來源: 題型:

有一根細而均勻的導電材料樣品(如圖1a所示),截面為同心圓環(huán)(如圖1b所示),此樣品長L約為3cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內(nèi)徑太小,無法直接測量其內(nèi)徑.現(xiàn)提供以下實驗器材:
A.20等分刻度的游標卡尺    
B.螺旋測微器
C.電流表A1(量程50mA,內(nèi)阻r1=100Ω)
D.電流表A2(量程100mA,內(nèi)阻r2大約為40Ω)
E.電流表A3(量程3A,內(nèi)阻巧大約為0.1Ω)
F.滑動變阻器R(0-10Ω,額定電流2A)
G.直流電源E(12V,內(nèi)阻不計)
H.導電材料樣品Rx(長L約為3cm,電阻Rx約為100Ω
I.開關一只,導線若干
請根據(jù)上述器材設計一個盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案,回答下列問題:
(1)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖2甲所示,其示數(shù)L=
 
mm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖2乙所示,其示數(shù)D=
 
mm.
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(2)請選擇合適的儀器,在圖3的方框中畫出最佳實驗電路圖,并標明所選器材前的字母代號.
(3)用已知物理量的符號和測量量的符號來表示樣品的內(nèi)徑d=
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

有一根細而均勻的導電材料樣品,截面為同心圓環(huán),如圖1所示,此樣品長L約為3cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內(nèi)徑太小,無法直接測量.現(xiàn)提供以下實驗器材:
A.20等分刻度的游標卡尺
B.螺旋測微器
C.電流表A1(量程50mA,內(nèi)阻的準確值r1為100Ω)
D.電流表A2(量程100mA,內(nèi)阻r2大約為40Ω)
E.滑動變阻器R1(0~10Ω,額定電流2A)
F.直流電源E(12V,內(nèi)阻很。
G.導電材料樣品R2(長L約為3cm,電阻R2約為100Ω)
H.電鍵一只,導線若干
請根據(jù)上述器材設計一個盡可能準確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案,請回答下列問題:
(1)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖2所示,其示數(shù)L=
 
;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖3所示,其示數(shù)D=
 

(2)在圖4的方框中畫出設計的實驗電路圖,并標明所選儀器的符號.
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(3)用已知物理量和和所測得物理量的符號表示樣品的內(nèi)徑d,并寫出推導過程.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)有一根細而均勻的導電材料樣品(如圖a所示),截面為同心圓環(huán)(如圖b所示),此樣品長L約為6cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內(nèi)徑太小,無法直接測量.現(xiàn)提供以下實驗器材:
A.20分度的游標卡尺
B.螺旋測微器
C.電流表A1(量程50mA,內(nèi)阻r1=100Ω)
D.電流表A2(量程100mA,內(nèi)阻r2約為40Ω)
E.電流表A3(量程3A,內(nèi)阻r3約為0.1Ω)
F.滑動變阻器R(0-10Ω,額定電流2A)
G.直流電源E(12V,內(nèi)阻不計)
H.導電材料樣品Rx(長L約為6cm,電阻約為100Ω)
I.開關一只,導線若干
請根據(jù)上述器材設計一個盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案,回答下列問題:
精英家教網(wǎng)
(1)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖甲所示,其示數(shù)L=
 
mm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖乙所示,其示數(shù)D=
 
mm.
(2)請選擇合適的儀器,畫出最佳實驗電路圖,并標明所選器材前的字母代號.
(3)用已知物理量的符號和測量量的符號來表示樣品的內(nèi)徑d.d=
 

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