Question

【題目】一細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料，截面為同心圓環(huán)，如圖1所示，此材料長(zhǎng)約3cm，電阻約為100，已知這種材料的電阻率為.欲測(cè)量該樣品的內(nèi)徑，但內(nèi)徑太小，無(wú)法直接測(cè)量�，F(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材：

A.20分度的游標(biāo)卡尺；

B.螺旋測(cè)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.滑動(dòng)變阻器R1(010Ω，額定電流2A)；

F.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻很小)；

G.上述導(dǎo)電材料R2(長(zhǎng)約為3cm，電阻約為100Ω)；

H.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干。

請(qǐng)用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)盡可能精確地測(cè)量該樣品內(nèi)徑d的實(shí)驗(yàn)方案，回答下列問(wèn)題：

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該樣品的長(zhǎng)度如圖2所示，其示數(shù)L=______cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑如圖3所示，其示數(shù)D=__________mm.

(2)圖4是實(shí)驗(yàn)測(cè)量電路一部分，為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D上補(bǔ)全測(cè)量電路(所需儀器在題中給的器材中選取，用常用的電路符號(hào)代替)____________.

(3)為了得到樣品的內(nèi)徑d，實(shí)驗(yàn)中還需要得到的一組測(cè)量值是______________(用字母表示且要說(shuō)明相應(yīng)字母的含義).

(4)用已知的物理量字母和所測(cè)得的物理量的字母表示樣品的內(nèi)徑d=_____________.

Answer 1

【答案】3.015 3.204mm3.206mm A1電流表示數(shù)為I1，A2電流表示數(shù)為I2

【解析】

（1）[1]．游標(biāo)卡尺讀數(shù)為L=30mm+3×0.05mm=30.15mm=3.015cm，
[2]．螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外徑d=3.0mm+20.5×0.01mm=3.205mm；（3.204mm～3.206mm）
（2）[3]．因兩個(gè)電流表中，A2電流表的滿偏電流大于A1電流表的滿偏電流，又A1電流表內(nèi)阻為定值，根據(jù)歐姆定律與串并聯(lián)知識(shí)，應(yīng)將A1電流表與待測(cè)材料并聯(lián)后再與A2電流表串聯(lián)，又因滑動(dòng)變阻器阻值太小應(yīng)用分壓式接法，可設(shè)計(jì)電路圖如圖所示．

（3）[4]．實(shí)驗(yàn)中還需要得到的一組測(cè)量值是：A1電流表示數(shù)為I1，A2電流表示數(shù)為I2，
（4）[5]．由歐姆定律可得待測(cè)電阻阻值

又由電阻定律及

解得樣品的直徑