Question

【題目】欲測量某種材料的電阻率 ρ，現提供以下實驗器材：

A．20分度的游標卡尺

B．螺旋測微器

C．電流表A1(量程為50mA，內阻r1=100Ω)；

D．電流表A2(量程為100mA，內阻r2約為40Ω)；

E．滑動變阻器R1(0~10Ω，額定電流為2A)；

F．直流電源E(電動勢為3V，內阻很小)

G．導電材料R2(長約為5cm，電阻約為100Ω)；

H．開關一只、導線若干。

請回答下列問題：

（1）用游標卡尺測得該材料的長度如圖甲所示，其示數L=___________cm，用螺旋測微器測得該材料的外直徑如圖乙所示，其示數D=___________mm。

（2）某小組設計了如圖丙、丁所示的兩種實驗方案的電路圖，為了盡可能精確地測量該材料的電阻率ρ應選用圖___________(填“丙”或“丁”)所示電路。

（3）某次實驗中電流表A1和電流表A2的示數分別為I1和I2，用所測得的物理量符號和已知物理量的符號表示該材料的電阻率ρ=___________。

Answer 1

【答案】 丁

【解析】

(1)由圖示游標卡尺可知，其讀數為：50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm；由圖示螺旋測微器可知，其讀數為：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm.

(2)電壓表的量程遠大于電源的電動勢，所以電壓表不適用，兩個電流表中，電流表A2的滿偏電流大于電流表A1的滿偏電流，又電流表A1的內阻為定值，根據歐姆定律與串并聯知識，應將電流表A1與樣品并聯后再與電流表A2串聯，滑動變阻器阻值較小，應用分壓式接法，應選擇圖丁所示電路圖；

(3)根據圖丁所示電路圖可知，實驗中應記錄的物理量有：電流表A1的示數I1、電流表A2的示數I2，根據電阻定律有：,樣品橫截面積:,根據歐姆定律可得：,解得：；