Question

8．有一根細長而均勻的金屬管線樣品，電阻約為6Ω，橫截面如圖甲所示．

（1）用螺旋測微器測量金屬管線的外徑d，示數(shù)如圖乙所示，則金屬管線的外徑為1.122mm；
（2）現(xiàn)有如下器材：
A．電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）
B．電流表A₂（量程3A，內(nèi)阻約0.03Ω）
C．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．滑動變阻器R₁（15Ω，3A）
E．滑動變阻器R₂（1750Ω，0.3A）
F．蓄電池E（6V，內(nèi)阻很小）
G．開關(guān)S一個，帶夾子的導線若干
為準確測量樣品的阻值，電流表應(yīng)選A₁（填“A₁”或“A₂”）；滑動變阻器應(yīng)選R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（3）請在圖丙中的方框內(nèi)畫出實驗電路圖．
（4）已知樣品材料的電阻率為ρ，通過多次測量得出金屬管線的外徑為d．某次測量中電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，為求得金屬管線內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的截面積S，在前面實驗的基礎(chǔ)上，還需要測量的物理量是管線長度L，中空部分截面積S=$\frac{πqyoe5d8^{2}}{4}-\frac{ρLI}{U}$．

Answer 1

分析 螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．
根據(jù)電路中電流的大小確定電流表的量程，從測量誤差的角度選擇滑動變阻器．
將待測電阻與電壓表和電流表內(nèi)阻比較，確定其是大電阻還是小電阻，從而確定電流表的內(nèi)外接．
根據(jù)電阻定律求出導體電阻的橫截面積，用大圓的面積減去電阻的橫截面積，即為中空部分的截面積．

解答 解：（1）根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則，金屬管線的外徑為1.0mm+12.2×0.01 mm=1.122 mm．
（2）蓄電池電動勢6V，待測電阻6Ω，最大電流不超過1A，所以電流表應(yīng)選量程0.6A的A₁，滑動變阻器選阻值與待測電阻相當?shù)腞₁．
（3）而待測電阻的阻值遠小于電壓表的內(nèi)阻，故應(yīng)采用安培表外接法．為操作方便，滑動變阻器用限流接法即可．如圖：
（4）還需要測量的物理量是管線長度L．待測電阻的阻值$R=\frac{U}{I}=ρ\frac{L}{S_0}$，又${S_0}=\frac{{π{d^2}}}{4}-S$，所以中空部分截面積$S=\frac{{π{d^2}}}{4}-\frac{ρLI}{U}$．
故答案為：（1）1.122 （1.121～1.124均正確）
（2）A₁，R₁
（3）如圖，
（4）管線長度L，$S=\frac{{π{d^2}}}{4}-\frac{ρLI}{U}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，以及掌握電阻定律的公式，掌握如何確定電流表的內(nèi)外接．