Question

【題目】一細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料，截面為圓柱體，如圖所示。此材料長(zhǎng)約5cm.電阻約為100Ω，欲測(cè)量這種材料的電阻率ρ，現(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.電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約為3000Ω）；

F.滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，額定電流2A)；

G.直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻很�。�；

H.上述導(dǎo)電材料R2（長(zhǎng)約為5cm，電阻約為100Ω）；

I.開(kāi)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)量該樣品電阻率ρ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)度如圖所示，其示數(shù)L=______cm.用螺旋測(cè)微器測(cè)得該樣品的外

直徑如圖所示，其示數(shù)D=________mm.

（2）在所給的方框中畫出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明所選擇器材的物理量符號(hào) 。

（3）用已知的物理量和所測(cè)得的物理量的符號(hào)表示這種材料的電阻率為ρ=_________。

Answer 1

【答案】 5.015 4.700

【解析】（1）由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm；由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm。
（2）電源電動(dòng)勢(shì)為3V，電壓表量程為15V，電壓表量程太大，不能用電壓表測(cè)電壓，可以用已知內(nèi)阻的電流表A1與待測(cè)電阻并聯(lián)測(cè)電壓，用電流表A2測(cè)電流，由于滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

（3）通過(guò)待測(cè)電阻的電流：I=I2-I1，待測(cè)電阻兩端電壓：U=I1r1，待測(cè)電阻阻值為： ，電阻定律： ，聯(lián)立可得： 。