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)阻很小);
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).
分析:對本題設計測量電路的關鍵是,考慮D電流表滿偏電流大于C電流表的滿偏電流,同時C電流表的內(nèi)阻是定值,因此可以求出C電流表兩端的實際電壓,從而可將C電流表當做電壓表而求出樣品兩端的電壓.
解答:解:(1)游標卡尺讀數(shù)為L=30mm+7×0.05mm=30.35mm,螺旋測微器測得該樣品的外徑d=1.5mm+23.0×0.01mm=1.730mm
(2)因兩個電流表中,D電流表的滿偏電流大于C電流表的滿偏電流,又C電流表內(nèi)阻為定值,根據(jù)歐姆定律與串并聯(lián)知識,應將C電流表與待測材料并聯(lián)后再與D電流表串聯(lián),又因滑動變阻器阻值太小應用分壓式接法,可設計電路圖如圖所示.

(3)設C電流表示數(shù)為
I
 
C
,D電流表示數(shù)為
I
 
D,
,由歐姆定律可得待測電阻阻值R=
I
 
C
r
 
1
I
 
D
-I
 
C
,又由電阻定律R=
ρL
S
及S=
πd
2
 
4
,解得樣品的直徑d=
4ρL
(I
 
D
-I
 
C
)
πI
 
C
r
 
1
,所以樣品的內(nèi)徑為△d=D-d=D-
4ρL
(I
 
D
-I
 
C
)
πI
 
C
r
 
1

故答案為(1)30.35,3.205,(2)如圖,(3)D-
4ρL
(I
 
D
-I
 
C
)
πI
 
C
r
 
1
點評:本題屬于電流表與電壓表的反常規(guī)接法,即可將電流表當做電壓表來使用,關鍵是根據(jù)電路圖能求出待測電阻的阻值才行.
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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,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)阻很小)
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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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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