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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网有一根细长而均匀的金属材料样品，横截面为边长等于a的正方形，如图所示．此金属材料重约1?2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．巳知这种金属的电阻率为ρ因管线内部空间截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，要求实验误差较小，并能测量多组数据．现有如下器材可选：
    A．毫米刻度尺B．螺旋测微器
    C．电流表（600mA，1.0Ω）D．电流表（3A，0.1Ω）
    E．电压表（3V，6kΩ）F．滑动变阻器（2kΩ，0.5A）
    G．滑动变阻器（10Ω，2A）H．蓄电池（6V，0.05Ω）
    I．开关一个，带夹子的导线若干
    （1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有
     
    ．（只填代号字母）．
    （2）请在方框中画出你的设计方案的实验电路图．
    （3）实验中要测量的物理量及其符号是
     
    ．
    （4）计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0=
     
    ．（用巳知量和所测物理量的符号表示）
    分析：（1）本实验需要用伏安法测量电阻，根据电阻定律公式求解导体的截面积，故可以先得到截面积的表达式，再结合欧姆定律得到待测量，从而进一步选择器材；
    （2）用伏安法测量电阻，要求尽可能测出多组有关数值，故滑动变阻器要采用分压式接法；由于金属原件长度较短，故电阻较小，故采用安培表外接法，画出电路图后进一步连接实物图即可；
    （3）根据欧姆定律和电阻定律公式可以得到要测量的物理量；
    （4）根据实验所测数据，应用欧姆定律及电阻定律求出面积的表达式．
    解答：精英家教网解：（1）本实验需要用伏安法测量电阻，根据欧姆定律，有R=
    U
    I
    ；
    同时要结合电阻定律公式R=ρ
    L
    S
    求解截面积；故要用电压表测量电压，电流表测量电流，
    刻度尺测量长度，要组合成电路，还需要电源、电键、导线以及滑动变阻器；由于电阻通电电流大会升温，影响电阻率，故要小电流，故电流表选择较小量程，电压表也选择较小量程；故需要的实验器材有：ACEGHI；  
    （2）实验电路如图所示．
    （3）（4）根据欧姆定律，有R=
    U
    I
    ；根据电阻定律，有R=ρ
    L
    S
    ，故截面积为：S=
    ρIL
    U
    ；
    实验时需要：用毫米刻度尺金属管线长度L，电压表示数U，电流表示数I，
    故金属管线内部空间截面积S0的表达式为：S0=a2-
    ρIL
    U
    ；
    故答案为：（1）ACEGHI；（2）电路图如图所示；（3）管线长度L、电压表示数U、电流表示数I；（4）a2-
    ρIL
    U
    ．
    点评：本题考查了实验器材的选择、设计实验电路、实验测量、实验数据处理等问题，知道实验原理是正确解题的关键．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω．横截面如图1所示．

    ①用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图2所示，金属管线的外径为
    1.125
    1.125
    mm；
    ②现有如下器材
    A．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）
    B．电流表（量程3A，内阻约0.03Ω）
    C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
    D．滑动变阻器（1750Ω，0.3A）
    E．滑动变阻器（15Ω，3A）
    F．蓄电池（6V，内阻很小）
    G．开关一个，带夹子的导线若干
    要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选
    A
    A
    ，滑动变阻器应选
    E
    E
    ．（只填代号字母）．
    ③请将图3所示的实际测量电路补充完整．
    ④已知金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是
    管线长度L
    管线长度L
    ．计算中空部分截面积的表达式为S=
    πd2
    4
    -
    ρL
    R
    πd2
    4
    -
    ρL
    R
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图1所示．此金属材料重约1～2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属材料的电阻率为ρ，密度为ρ0．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量．请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0．现有如下材料可选：
    A．毫米刻度尺
    B．螺旋测微器
    C．电流表（600mA，1.0Ω）
    D．电流表（3A，0.1Ω）
    E．电压表（3V，6kΩ）
    F．滑动变阻器（50Ω，2A）
    G．蓄电池（6V，0.05Ω）
    H．开关一个，导线若干

    （1）除待测金属管线外，还应选用的材料有
    A、B、C、E、F、G、H
    A、B、C、E、F、G、H
    （只填代号字母）
    （2）在图2中把所选一起连成实际测量电路．
    （3）实验中要测量的物理量有
    横截面边长a、管线长度l、电压表示数U、电流表示数I
    横截面边长a、管线长度l、电压表示数U、电流表示数I
    计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0=
    a2-
    ρIl
    U
    a2-
    ρIl
    U
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图（1）是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50HZ，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3…．各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm，d2=7.5cm，d3=13.5cm，则物体通过1计数点的速度v1=
    0.375
    0.375
    m/s；

    （2）物体运动的加速度为a=
    1.5
    1.5
    m/s2．
    （3）有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图（2）所示．此金属管线长约30Cm，电阻约10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请你设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
    A．毫米刻度尺B．螺旋测微器
    c．电流表Al（600mA，约1.0Ω）
    D．电流表A2（3A，约0.1Ω）
    E．电压表V（3V，6KΩ）
    F．滑动变阻器R1（2KΩ，O．5A）
    G．滑动变阻器R2（10Ω，2A）
    H．蓄电池E（6V，O．05Ω ）
    I．开关一个，带夹子的导线若干
    ①上列器材中，应选用的器材有
    ABCEGHI
    ABCEGHI
    （只填代号字母）．
    ②在如图（3）方框中画出你所设计的电路图，并把如图（4）的实物连成实际测量电路，要求尽可能测出多组有关数值．
    ③实验中要测量的物理量有：
    截面边长a、金属管线长度L、电压表示数U
    截面边长a、金属管线长度L、电压表示数U
    ，计算金属管线内部空问截面积S0的表达式为：S0=
    a2-
    ρIL
    U
    a2-
    ρIL
    U
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网有一根细长而均匀的金属材料管线样品，横截面如图1所示．此金属材料重约1～2N，长约为30cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0．因管线内中空部分内径很小，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0．现有如下器材可选：
    A．毫米刻度尺
    B．螺旋测微器
    C．电流表（600mA   1.0Ω左右）
    D．电流表（3A   0.1Ω左右）
    E、电流表G（满偏电流3mA，已测出其内阻Rg=10Ω）
    F、定值电阻R3=990Ω
    G．滑动变阻器（2kΩ  0.5A）
    H．滑动变阻器（10Ω  2A）
    I．蓄电池（6V  0.05Ω左右）
    J．开关一个，带夹子的导线若干
    （1）除待测金属管线外，应选用的实验器材有
     
    （只填代号字母）．
    （2）在图2方框中，画出你所设计方案的实验电路图．
    （3）实验中需要直接测量的物理量有：
     
    ，计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0=
     
    ．

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