Question

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

①用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖b所示，金屬管線的外徑為1.125mm；
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．滑動變阻器（1750Ω，0.3A）
E．滑動變阻器（15Ω，3A）
F．蓄電池（6V，內(nèi)阻很�。�
G．開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干
要進(jìn)一步精確測量金屬管線樣品的阻值，電流表應(yīng)選A，滑動變阻器應(yīng)選E．（只填代號字母）．
③請將圖c所示的實(shí)際測量電路補(bǔ)充完整．
④已知金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過多次測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，還需要測量的物理量是管線長度L．計(jì)算中空部分截面積的表達(dá)式為S=$\frac{πxudfldb^{2}}{4}-\frac{ρL}{R}$．

Answer 1

分析 ①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．
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．
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螺旋測微器的固定刻度是1mm，可動刻度是12.5×0.01mm=0.125mm，總讀數(shù)等于1mm+0.01×12.5mm=1.125mm．
②電路中的電流大約為I=$\frac{3}{6}$=0.5A，所以電流表選擇A．待測電阻較小，若選用大電阻滑動變阻器，測量誤差角度，所以滑動變阻器選擇E．
③待測電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，所以電流表采取外接法．滑動變阻器可以采用限流式接法，也可以采用分壓式接法．
④導(dǎo)體的電阻值與導(dǎo)體的長度有關(guān)，所以還需要測量的物理量是管線長度L，根據(jù)R=$ρ\frac{L}{S}$，則S′=$\frac{ρL}{R}$，則中空部分的截面積$S=\frac{πmbbaqtx^{2}}{4}-S′$=$\frac{πezsswgy^{2}}{4}-\frac{ρL}{R}$．
故答案為：①①1.125±0.001 mm；②A、E；③如圖；④管線長度L，$\frac{πyuzwnxr^{2}}{4}-\frac{ρL}{R}$．

點(diǎn)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．