Question

（10分）有一根長(zhǎng)陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管的兩端有導(dǎo)電箍M和N，如圖(甲)所示。用多用表電阻檔測(cè)得MN間的電阻膜的電阻約為1kΩ，陶瓷管的直徑遠(yuǎn)大于電阻膜的厚度。

某同學(xué)利用下列器材設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)。
A．米尺(最小分度為mm)；
B．游標(biāo)卡尺(游標(biāo)為20分度)；
C．電流表A₁(量程0～5mA，內(nèi)阻約10 W)；
D．電流表A₂ (量程0～100mA，內(nèi)阻約0.6W);
E．電壓表V₁ (量程5V，內(nèi)阻約5kW)；
F．電壓表V₂ (量程15V，內(nèi)阻約15kW)；
G．滑動(dòng)變阻器R₁ (阻值范圍0～10 W，額定電流1.5A)；
H．滑動(dòng)變阻器R₂ (阻值范圍0～100W，額定電流1A)；
I．電源E (電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì))；
J．開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。
①他用毫米刻度尺測(cè)出電阻膜的長(zhǎng)度為l=10.00cm，用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)量該陶瓷管的外徑，其示數(shù)如圖（乙）所示，該陶瓷管的外徑D=      cm


②為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻膜的電阻，且調(diào)節(jié)方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表       ，電壓表        ，滑動(dòng)變阻器         。（填寫(xiě)器材前面的字母代號(hào)）
③在方框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電阻膜的電阻R的實(shí)驗(yàn)電路圖。
④若電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，鍍膜材料的電阻率為r，計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：d=___________（用已知量的符號(hào)表示）。

Answer 1

（1）1.340cm， （2）C，E，G （3）如下圖（ 4）

解析試題分析：①由圖知主尺讀數(shù)為1.3cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為，所以陶瓷管的外徑D=1.3+0.040cm=1.340cm。
②由電源電動(dòng)勢(shì)為6V，為了測(cè)量準(zhǔn)確電壓表應(yīng)選E，由,電流表應(yīng)選C，為了調(diào)節(jié)方便滑動(dòng)變阻器應(yīng)選G。
③因待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的阻值，滑動(dòng)變阻器要用分壓接法，待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻，所以電流表要用內(nèi)接法，具體電路圖見(jiàn)答案。
④由歐姆定律,由電阻定律得,，聯(lián)立解得。
考點(diǎn)：游標(biāo)卡尺讀數(shù)，儀器的選取，滑動(dòng)變阻器、電流表的接法，電阻定律
點(diǎn)評(píng)：學(xué)生要掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，能據(jù)題意和計(jì)算選擇合適的儀器，會(huì)分析滑動(dòng)變阻器和電流表所選用的接法。