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有一根细而均匀的导电材料样品,截面为同心圆环,如图1所示.此样品的长L约为3cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为ρ,且该样品的内径太小而无法直接测量.现提供以下实验器材:
A.20等分刻度的游标卡尺;
B.螺旋测微器;
C.电流(量程为50mA,内阻r1=100Ω);
D.电流(量程为100mA,内阻r2约为40Ω);
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为2A);
F.直流电源E(电动势为12V,内阻很小);
G.导电材料样品R2(长L约为3cm,电阻R2约为100Ω);
H.开关一只,导线若干.
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题

(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示,其示数L=     mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图3所示,其示数D=     mm.
(2)画出设计的实验电路图,并标明所选器材的字母.
(3)用已知物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d(写出推导过程).
【答案】分析:对本题设计测量电路的关键是,考虑D电流表满偏电流大于C电流表的满偏电流,同时C电流表的内阻是定值,因此可以求出C电流表两端的实际电压,从而可将C电流表当做电压表而求出样品两端的电压.
解答:解:(1)游标卡尺读数为L=30mm+7×0.05mm=30.35mm,螺旋测微器测得该样品的外径d=1.5mm+23.0×0.01mm=1.730mm
(2)因两个电流表中,D电流表的满偏电流大于C电流表的满偏电流,又C电流表内阻为定值,根据欧姆定律与串并联知识,应将C电流表与待测材料并联后再与D电流表串联,又因滑动变阻器阻值太小应用分压式接法,可设计电路图如图所示.

(3)设C电流表示数为,D电流表示数为,由欧姆定律可得待测电阻阻值R=,又由电阻定律R=及S=,解得样品的内径d=
故答案为(1)30.35,3.205,(2)如图,(3)
点评:本题属于电流表与电压表的反常规接法,即可将电流表当做电压表来使用,关键是根据电路图能求出待测电阻的阻值才行.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

有一根细而均匀的导电材料样品,截面为同心圆环,如图1所示.此样品的长L约为3cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为ρ,且该样品的内径太小而无法直接测量.现提供以下实验器材:
A.20等分刻度的游标卡尺;
B.螺旋测微器;
C.电流(量程为50mA,内阻r1=100Ω);
D.电流(量程为100mA,内阻r2约为40Ω);
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为2A);
F.直流电源E(电动势为12V,内阻很小);
G.导电材料样品R2(长L约为3cm,电阻R2约为100Ω);
H.开关一只,导线若干.
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题

(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示,其示数L=
30.35
30.35
 mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图3所示,其示数D=
1.730
1.730
 mm.
(2)画出设计的实验电路图,并标明所选器材的字母.
(3)用已知物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d(写出推导过程).

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科目:高中物理 来源: 题型:

有一根细而均匀的导电材料样品(如图1a所示),截面为同心圆环(如图1b所示),此样品长L约为3cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为ρ,因该样品的内径太小,无法直接测量其内径.现提供以下实验器材:
A.20等分刻度的游标卡尺    
B.螺旋测微器
C.电流表A1(量程50mA,内阻r1=100Ω)
D.电流表A2(量程100mA,内阻r2大约为40Ω)
E.电流表A3(量程3A,内阻巧大约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R(0-10Ω,额定电流2A)
G.直流电源E(12V,内阻不计)
H.导电材料样品Rx(长L约为3cm,电阻Rx约为100Ω
I.开关一只,导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2甲所示,其示数L=
 
mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图2乙所示,其示数D=
 
mm.
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(2)请选择合适的仪器,在图3的方框中画出最佳实验电路图,并标明所选器材前的字母代号.
(3)用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d=
 

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科目:高中物理 来源: 题型:

有一根细而均匀的导电材料,截面为同心圆环如图1所示,已知这种材料的电阻率为ρ,长度为L,欲测量该样品的内径,但内径太小,无法直接测量.现提供以下实验器材:
A.螺旋测微器
B.电流表A1(量程50mA,内阻r1=100Ω)
C.电流表A2(量程100mA,内阻r2约为40Ω)
D.滑动变阻器R1(0-10Ω,额定电流2A)
E.直流电源E(12V,内阻很小)
F.上述导电材料R2(长L约为5cm,电阻约为100Ω)
G.开关一只,导线若干
请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,①用螺旋测微器测得该样品的外径如图2所示,其示数D=
 
mm.②在所给的方框中画出设计的实验电路图,并标明所选器材.③用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d=
 
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科目:高中物理 来源: 题型:

有一根细而均匀的导电材料样品,截面为同心圆环,如图1所示,此样品长L约为3cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为ρ,因该样品的内径太小,无法直接测量.现提供以下实验器材:
A.20等分刻度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(量程50mA,内阻的准确值r1为100Ω)
D.电流表A2(量程100mA,内阻r2大约为40Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
F.直流电源E(12V,内阻很小)
G.导电材料样品R2(长L约为3cm,电阻R2约为100Ω)
H.电键一只,导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能准确地测量该样品内径d的实验方案,请回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示,其示数L=
 
;用螺旋测微器测得该样品的外径如图3所示,其示数D=
 

(2)在图4的方框中画出设计的实验电路图,并标明所选仪器的符号.
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(3)用已知物理量和和所测得物理量的符号表示样品的内径d,并写出推导过程.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网有一根细而均匀的导电材料样品(如图a所示),截面为同心圆环(如图b所示),此样品长L约为6cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为ρ,因该样品的内径太小,无法直接测量.现提供以下实验器材:
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(量程50mA,内阻r1=100Ω)
D.电流表A2(量程100mA,内阻r2约为40Ω)
E.电流表A3(量程3A,内阻r3约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R(0-10Ω,额定电流2A)
G.直流电源E(12V,内阻不计)
H.导电材料样品Rx(长L约为6cm,电阻约为100Ω)
I.开关一只,导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:
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(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示,其示数L=
 
mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示,其示数D=
 
mm.
(2)请选择合适的仪器,画出最佳实验电路图,并标明所选器材前的字母代号.
(3)用已知物理量的符号和测量量的符号来表示样品的内径d.d=
 

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