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    精英家教网有一根很细的均匀空心金属管线（横截面是圆环形），长约50cm，电阻约为80Ω，这种金属的电阻率为ρ，现要测定它的内径d，实验室中可以提供下列器材：
    A．厘米刻度尺    B．毫米刻度尺    C．螺旋测微器     D．电流表（600mA，2Ω）
    E．电流表（60mA，4Ω）   F．电压表（3V，1KΩ）     G．变阻箱（0-999.9Ω，0.2A）
    H．滑动变阻器（10Ω，2A）    I．蓄电池（6V，0.05Ω）   J．开关一个及导线若干
    （1）在方框中画出实验电路原理图；
    （2）应选用的实验器材有（只填写字母代号）：
     
    ；
    （3）实验中应测量的物理量及符号是：
     

    （4）用己知物理量和测得的物理量表示金属细管的内径d=
     
    ．
    分析：本实验通过欧姆定律结合电阻定律测量金属杆的内径，根据实验的原理确定需要测量的物理量，通过测量的精确性角度选择合适的器材，以及滑动变阻器分压、限流的接法、电流表内外接的选择．根据实验的原理求出内径的表达式．
    解答：精英家教网解：（1）由于待测电阻较小，属于小电阻，所以电流表采用外接法，若选择滑动变阻器限流式接法，电流表会超出量程，所以滑动变阻器采用分压式接法．如图所示．
    （2）该实验需要测量空心金属管的内径，通过欧姆定律测出电阻的大小，结合电阻定律测出横截面积，从而根据外径求出内径的大小．故所需测量的物理量为金属管的长度L、外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I．从测量的精确性角度考虑，应选择的器材为B、C、E、F、H、I、J．
    （3）由（2）可知，需要测量的量为：金属管的长度L，外径D，加在管线两端的电压U，通过管线的电流I．
    （4）由欧姆定律得，电阻R=
    U
    I
    ，由电阻定律得：R=ρ
    L
    S
    ，导体横截面积S=
    ρIL
    U
    ，
    导体横截面积S=π(
    D
    2
    )2    -π(
    d
    2
    )2    ，解得d=
    		D2-
    4ρIL
    πU
    ．
    故答案为：（1）电路图如图所示；（2）B、C、E、F、H、I、J；
    （3）金属管的长度L，外径D，加在管线两端的电压U，通过管线的电流I．（4）d=
    		D2-
    4ρIL
    πU
    ．
    点评：解决本题的关键知道实验的原理，操作步骤，以及知道实验误差形成的原因．掌握滑动变阻器分压、限流式接法的区别，以及电流表内外接的区别．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2009?丰台区一模）（1）在《验证机械能守恒定律》的实验中，已知重锤的质量为m，使用的交流电的频率为f．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量并通过计算，就可以验证机械能守恒定律．
    ①如图1所示，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，用以上给出的已知量写出C点速度的表达式为υc=
    (s1+s2)f
    4
    (s1+s2)f
    4
    ，打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤的重力势能的减少量为
    mg（s0+s1）
    mg（s0+s1）
    ，动能的增加量为
    m(s1+s2)2f2
    32
    m(s1+s2)2f2
    32
    ．
    ②某同学上交的实验报告显示，重锤增加的动能略大于重锤减小的重力势能，则出现这一问题的原因可能是
    BC
    BC
    ．（填字母）
    A．重锤的质量测量错误
    B．该同学自编了实验数据
    C．该同学实验操作时先释放纸带，后接通电源
    D．重锤下落时受到的阻力过大

    （2）有一根很细的均匀空心金属管，管长约50cm、电阻约为10Ω，现需测定它的内径d，但因其内径较小，无法用游标卡尺直接测量．已知这种金属的电阻率为ρ．实验室中可以提供下列器材：
    A．厘米刻度尺；   B．毫米刻度尺；
    C．螺旋测微器；   D．电流表（量程300mA，内阻约lΩ）；
    E．电流表（量程3A，内阻约0．lΩ）”；   F．电压表（量程3V，内阻约6kΩ）；
    G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）；
    H．滑动变阻器（最大阻值5Ω，额定电流2A）；
    L．蓄电池（电动势6V，内阻0.05Ω）；J．开关一个及带夹子的导线若干．
    请设计一个实验方案，要求实验误差小，便于调节．回答下列问题：
    ①实验中应测物理量的名称及符号是
    金属管的长度L、外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I．
    金属管的长度L、外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I．
    ；
    ②应选用的实验器材有
    B、C、D、F、H、I、J
    B、C、D、F、H、I、J
    ；（填字母）
    ③在图2所示的方框中画出实验电路图；
    ④按照你设计的电路图将图2中所示仪器连成实验电路；
    ⑤用测得的物理量和已知量写出计算金属管内径d的表达式为d=
    d=
    		D2-
    4ρLI
    πU
    d=
    		D2-
    4ρLI
    πU
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网有一根很细的均匀空心金属管线，长约50cm，电阻约为40Ω，现需测定它的内径d，已知这种金属的电阻率为p，实验室中可以提供下列器材：
    A、厘米刻度尺    F、电压表（3V，6KΩ）
    B、毫米刻度尺    C、变阻箱（0～999.9Ω，0.2A）
    C、螺旋测微器    H、滑动变阻器（10Ω，2A）
    D、电流表（300mA，10Ω）  工、蓄电池（6V，0.05Ω）
    E、电流表（3A，0.1Ω）    J、开关一个及导线若干
    请设计一个实验方案，回答下面问题
    （1）在方框中画出实验电路原理图；
    （2）应选用的实验器材有（只填写字母代号）：
     
    ；
    （3）实验中应测量的名称及符号是：
     
    ；
    （4）用已知物理量和测得的物理量推导出计算金属细管内径d的表达式（写出推导过程）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    有一根很细的均匀空心金属管线，长约50 cm，电阻约为40 Ω.现需测它的内径d，已知这种金属的电阻率为ρ，实验室中可以提供下列器材：

    A.厘米刻度尺                               B.毫米刻度尺

    C.螺旋测微器                               D.电流表(300 mA，10 Ω)

    E.电流表(3 A，0.1 Ω)                        F.电压表(3 V，6 kΩ)

    G.变阻箱(0—999.9 Ω，0.2 A)                  H.滑动变阻器(10 Ω，2 A)

    I.蓄电池(6 V，0.05 Ω)                        J.开关一个及导线若干

    请设计一个实验方案，回答下面问题：

    (1)画出实验电路原理图；

    (2)应选用的实验器材有(只填写字母代号)：__________；

    (3)实验中应测量的名称及符号是：___________；

    (4)用已知物理量和测得的物理量推导出计算金属细管内径d的表达式(写出推导过程).

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （17分）

    （1）（8分）像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间（从运动物块开始挡住ab间光线至结束的时间）.现利用如图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数μ.。图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有在1和2位置画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=5.0×10－2s和t2=2.0×10－2s。用螺旋测微器测量小滑块的宽度d，如图丙所示.

    ①由图丙读出滑块的宽度d=           mm；

    ②滑块通过光电门1的瞬时速度v1的表达式为        ，滑动通过光电门2的速度v2的表达式为        （用字母d、t1、t2表示）；

    ③若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速为g，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是                                           

                                             （说明各物理量的意义及字母）；

    ④写出用③中各量求解动摩擦因数的表达式                  （用字母表示）。

    （2）（9分）有一根很细的均匀空心金属管，管长约50cm、电阻约为15，现需测定它的内径d，但因其内径较小，无法用游标卡尺直接测量。已知这种金属的电阻率为。实验室中可以提供下列器材：

    A．毫米刻度尺；

    B．螺旋测微器；

    C．电流表（量程300mA，内阻约1）；

    D．电流表（量程3A，内阻约0.1）；

    E．电压表（量程3V，内阻约6k）：

    F．滑动变阻器（最大阻值lk，额定电流0.5A）；

    G．滑动变阻器（最大阻值5，额定电流2A）；

    H．蓄电池（电动势6V，内阻0.05）；

    J．开关一个及带夹子的导线若干。

    请设计一个实验方案，要求实验误差尽可能小，并能测出多组数据，便于调节。回答下列问题：

    ①实验中应测物理量的名称及符号是                                                                                          ；

    ②电流表应选择        ，滑动变阻器应选择        ；（填字母代号）

    ③请你设计一个电路图将其画在上面的方框中；

    ④用测得的物理量、已知量的字母写出计算金属管内径的表达式为=           。

     

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