Question

2．學(xué)校實驗室有一長約為1m的均勻金屬管樣品（電阻約為5Ω），橫截面如圖甲所示，某物理興趣小組想測量金屬管中空部分的截面積以及該金該管的阻值．

（1）用螺旋測量微器測量金屬管的外徑，示數(shù)如圖乙所示，可得金屬管的外徑為2.600mm．
（2）同學(xué)們采用圖丙所示電路測量該金屬管的阻值，實驗室所能提供的器材如下：
A．電流表（量程0-0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
R電流表（量程0-3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
C．電壓表（量程0-3V，內(nèi)阻約為3kΩ）
D．滑動變阻器R₁（最大阻值1kΩ，額定電流0.3A）
E滑動變阻器R₂（最大阻值15Ω，額定電流3A）
F．蓄電池（電動勢為3V，內(nèi)阻不計）
G．開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干
電流表應(yīng)選用A，滑動變阻器應(yīng)選用E．（填寫所選器材前的字母）
（3）若金屬管樣品材料的電阻率為P，通過多次測量得出金屬管的電阻為R，金屬管的外徑為d，金屬管的長度為L，則計算金屬管中空部分截面積的表達式為S$\frac{πlrpzl5r^{2}}{4}-ρ\frac{L}{R}$．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；
（2）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；
（3）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）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2.5mm，可動刻度讀數(shù)為：0.01×10.0mm=0.100mm，
所以最終讀數(shù)為：2.5mm+0.100mm=2.600 mm．
（2）①本實驗需要用伏安法測量電阻，由于電阻通電電流大會升溫，影響電阻率，故要小電流，故電流表選擇較小量程，即選A；滑動變阻器采用分壓式接法，電阻較小時便于實驗操作，故選E；
（3）根據(jù)R=$ρ\frac{L}{S}$，則S=$ρ\frac{L}{R}$，則中空部分的截面積$S′=\frac{πlh7f5z5^{2}}{4}-ρ\frac{L}{R}$．
故答案為：（1）2.600；（2）A；E；（3）$\frac{πzd5nnjh^{2}}{4}-ρ\frac{L}{R}$

點評 螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀，掌握電阻定律的公式，掌握如何選擇器材，難度適中．