热点15电学常规实验(建议用时:30分钟)1.(2019·黑龙江大庆一中期末)一细而均匀的导电材料,截面为同心圆环,如图甲所示,此材料长约3cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为ρ
欲测量该样品的内径,但内径太小,无法直接测量.现提供以下实验器材:A.20分度的游标卡尺;B.螺旋测微器;C.电流表A1(量程0~50mA,内阻r1=100Ω);D.电流表A2(量程0~100mA,内阻r2约为40Ω);E.滑动变阻器R(0~10Ω,额定电流2A);F.直流电源E(电动势为12V,内阻很小);G.上述导电材料R2(长约为3cm,电阻约为100Ω);H.开关一只,导线若干.请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示,其示数L=________cm,用螺旋测微器测得该样品的外径如图丙所示,其示数D=________mm
(2)在所给的方框中画出设计的实验电路图,并标明所选择器材的物理量符号.(3)用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d=________________
解析(1)由游标卡尺主尺读得30mm,游标尺上第3条刻度线与主尺刻度线对齐,则该样品的长度L=30mm+0
15mm=30
15mm=3
螺旋测微器固定刻度上分度值为0
5mm,可动刻度每旋转一圈,测微螺杆前进或后退0
5mm,由固定刻度读得3mm,由可动刻度读得0
205mm,该样品的外径为3mm+0
205mm=3
(2)采用分压式电路,用已知内阻的电流表A1作为电压表,电流表A2外接可以消除系统误差.电路图如图所示.(3)由测量时两电流表读数可得待测电阻R2=
样品横截面积S=,由电阻定律可得R2=,联立解得样品的内径d=
答案(1)3
205(2)见解析图(3)2.(2019·北京丰