Question

有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，長(zhǎng)約為60cm，電阻大約為6Ω．橫截面如圖1所示．

①用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖2所示，金屬管線的外徑為

1.125

mm；
②現(xiàn)有如下器材
A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）
B．電流表（量程3A，內(nèi)阻約0.03Ω）
C．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．滑動(dòng)變阻器（1750Ω，0.3A）
E．滑動(dòng)變阻器（15Ω，3A）
F．蓄電池（6V，內(nèi)阻很小）
G．開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干
要進(jìn)一步精確測(cè)量金屬管線樣品的阻值，電流表應(yīng)選

A

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

E

．（只填代號(hào)字母）．
③請(qǐng)將圖3所示的實(shí)際測(cè)量電路補(bǔ)充完整．
④已知金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過(guò)多次測(cè)量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的截面積S，在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還需要測(cè)量的物理量是

管線長(zhǎng)度L

．計(jì)算中空部分截面積的表達(dá)式為S=

πd2

4

-

ρL

R

．

Answer 1

分析：①螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
②根據(jù)電路中電流的大小確定電流表的量程，從測(cè)量誤差的角度選擇滑動(dòng)變阻器．
③將待測(cè)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．
④根據(jù)電阻定律求出導(dǎo)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螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于1mm+0.01×12.5mm=1.125mm．
②電路中的電流大約為I=

3

6

A=0.5A，所以電流表選擇A．待測(cè)電阻較小，若選用大電阻滑動(dòng)變阻器，測(cè)量誤差角度，所以滑動(dòng)變阻器選擇E．
③待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，所以電流表采取外接法．滑動(dòng)變阻器可以采用限流式接法，也可以采用分壓式接法．
④還需要測(cè)量的物理量是管線長(zhǎng)度L，根據(jù)R=ρ

L

S

，則S=

ρL

R

，則中空部分的截面積S′=

πd2

4

-S=

πd2

4

-

ρL

R

．
故答案為：①1.125
②A；E
③見(jiàn)答圖

④管線長(zhǎng)度L，

πd2

4

-

ρL

R

．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測(cè)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．