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6.有一根細(xì)面均勻的導(dǎo)電材料樣品(如圖a所示),橫截面為同心圓環(huán)(如圖b所示),此樣品長L約為3cm,電阻約為100Ω,已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內(nèi)徑太小,無法直接測量.現(xiàn)提供以下實驗器材:
A.20分度的游標(biāo)卡尺
B.螺旋測微器
C.電流表A1(量程50mA,內(nèi)阻r=100Ω)
D.電流表A2(量程100mA,內(nèi)阻r大約為40Ω)
E.電流表A3(量程3A,內(nèi)阻r大約為0.1Ω)
F.滑動變阻器R(0-10Ω)
G.直流電源E(12V,內(nèi)阻不計)
H.導(dǎo)電材料樣品R
I.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干
請根據(jù)上述器材設(shè)計一個盡可能精確地測量該樣品內(nèi)徑d的實驗方案,回答下列問題:

(1)用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度如圖甲所示,其示數(shù)L=30.35mm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖乙所示,其示數(shù)D=3.205mm.
(2)請選擇合適的儀器,畫出最佳實驗電路圖,并標(biāo)明所選器材的字母代號.
(3)說明在電路中需要測量的量及其符號;
用已知物理量的符號和測量物理量的符號表示樣品的內(nèi)徑d=\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL({I}_{D}-{I}_{C})}{π{I}_{C}{r}_{1}}}mm.

分析 (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀;螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù),需估讀.
(2)對本題設(shè)計測量電路的關(guān)鍵是,考慮D電流表滿偏電流大于C電流表的滿偏電流,同時C電流表的內(nèi)阻是定值,因此可以求出C電流表兩端的實際電壓,從而可將C電流表當(dāng)做電壓表而求出樣品兩端的電壓.

解答 解:(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為L=30mm+7×0.05mm=30.35mm,
螺旋測微器測得該樣品的外徑d=3mm+20.5×0.01mm=3.205mm
(2)因三個電流表中,D電流表的滿偏電流大于C電流表的滿偏電流,又C電流表內(nèi)阻為定值,根據(jù)歐姆定律與串并聯(lián)知識,應(yīng)將C電流表與待測材料并聯(lián)后再與D電流表串聯(lián),又因滑動變阻器阻值太小應(yīng)用分壓式接法,可設(shè)計電路圖如圖所示.

(3)設(shè)C電流表示數(shù)為IC,D電流表示數(shù)為ID,由歐姆定律可得待測電阻阻值為:R=\frac{{I}_{C}{r}_{1}}{{I}_{D}-{I}_{C}}

又由電阻定律R=ρ\frac{L}{S}   以及S=\frac{π{D}^{2}}{4}-\frac{πrqtevmm^{2}}{4}

解得樣品的直徑為:d=\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL({I}_{D}-{I}_{C})}{π{I}_{C}{r}_{1}}}
故答案為:(1)30.35,3.205;(2)如圖所示;(3)電流表A1 讀數(shù)為IC,D電流表示數(shù)為ID,\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL({I}_{D}-{I}_{C})}{π{I}_{C}{r}_{1}}}

點評 本題屬于電流表與電壓表的反常規(guī)接法,即可將電流表當(dāng)做電壓表來使用,關(guān)鍵是根據(jù)電路圖能求出待測電阻的阻值才行.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,通電導(dǎo)線MN在紙面內(nèi)從a位置繞其一端M轉(zhuǎn)至b位置時,通電導(dǎo)線所受安培力的變化情況是(  )
A.方向大小均不變B.方向改變,大小不變
C.方向不變,大小變小D.方向不變,大小變大

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17.如圖所示,帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動,質(zhì)量為m的小球A用輕質(zhì)細(xì)線懸掛于支架前端,與小車的運(yùn)動豎直相同,右端質(zhì)量為M的物塊B始終相對于小車靜止.B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ.若某時刻觀察到輕質(zhì)細(xì)線偏離豎直方向θ角,則( �。�
A.物塊B所受摩擦力為零
B.小車的加速度為gsinθ
C.輕質(zhì)細(xì)線對小球A的拉力為mgcosθ
D.小車對物塊B的作用力大小為Mg\sqrt{1+ta{n}^{2}θ}

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14.如圖所示,彈性繩的一端固定在O點,另一端和一物體相連,小球從O點自由下落.至B點彈性繩自然伸直,經(jīng)過合力為零的C點到達(dá)最低點D,然后彈起,整個過程中忽略空氣阻力,小球可視為質(zhì)點,分析這一過程,下列表述正確的是( �。�
A.經(jīng)過B點時,小球的動能最大
B.經(jīng)過C點時,小球的動能最大
C.從B點到C點,小球的加速度逐漸增大
D.從C點到D點,小球的加速度逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,在粗糙的水平面上疊放著木塊P和Q,用水平力F推Q,使P、Q一起沿水平面向右勻加速滑動,P、Q始終保持靜止,以下說法中正確的是(  )
A.P一定受三個力B.P可能受二個力
C.地面對Q的摩擦力一定等于FD.Q對P的摩擦力可能大于F

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11.圓形區(qū)域內(nèi)有如圖所示的勻強(qiáng)磁場,一束相同荷質(zhì)比的帶電粒子對準(zhǔn)圓心O射入,分別從a、b兩點射出,則從b點射出的粒子( �。�
A.帶正電B.運(yùn)動半徑較小
C.速率較小D.在磁場中的運(yùn)動時間較短

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18.火車在平直軌道上勻速行駛,門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起,發(fā)現(xiàn)仍落回車上原處,這是因為( �。�
A.人跳起后,車廂內(nèi)空氣給他以向前的力,帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動
B.人跳起的瞬間,車廂地板給他一個向前的力,推動他隨同火車一起向前運(yùn)動
C.人跳起后,因慣性在水平方向上保持與車同樣的速度,所以落回原處
D.人跳起后,車在繼續(xù)向前運(yùn)動,所以人落下后必定偏后一些,只是由于時間很短,偏后距離大小,不明顯而已

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15.湖北省第八屆少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運(yùn)動會已于2014年10月在來鳳縣成功舉辦,會前某參賽代表隊一名隊員在乘車來來鳳縣的公路上看到路邊的交通標(biāo)志如圖所示,甲圖是限速標(biāo)志,表示允許行駛的最大速度是60km/h;乙圖是路線指示標(biāo)志,表示到來鳳還有80km,該隊員對上述兩個數(shù)據(jù)的物理意義的理解下列說法正確的是( �。�
A.60km/h是平均速度,80km是位移B.60km/h是平均速度,80km是路程
C.60km/h是瞬時速度,80km是路程D.60km/h是瞬時速度,80km是位移

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16.一個額定電壓為2.8V,功率為0.8W的小燈泡,現(xiàn)要用伏安法描繪這個燈泡的I=U圖線,有下列器材供選用:
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B.電壓表(0~15V,內(nèi)阻30kΩ) 
C.電流表(0~3A,內(nèi)阻0.1Ω) 
D.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻0.5Ω) 
E.滑動變阻器(10Ω,5A) 
F.滑動變阻器(200Ω,0.5A) 
G.蓄電池(電動勢6V,內(nèi)阻不計)

(1)用如圖所示的電路進(jìn)行測量,電壓表應(yīng)選用A,電流表應(yīng)選用D,滑動變阻器應(yīng)選用E.(用序號字母表示)
(2)通過實驗測得此燈泡的伏安特性曲線如圖所示,由圖線可求得此燈泡在正常工作時的電阻為10Ω.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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