Question

【題目】測量一個長約5 cm、電阻R1約為30 Ω、橫截面為圓形、粗細均勻的導電材料的電阻率，所用器材如下：

游標卡尺（20分度）；螺旋測微器；直流電源E（電動勢為18 V，內阻可忽略不計）；標準電流表A1（量程1．5 A，內阻r1＝6 Ω）；電流表A2（量程2 A，內阻r2約為5 Ω）；滑動變阻器R2（最大阻值10 Ω）；開關S，導線若干．

（1）用游標卡尺測得該材料的長度如圖甲所示，讀數(shù)L＝________cm；用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示，讀數(shù)D＝________mm．

（2）請根據(jù)給出的儀器設計測電阻的實驗電路原理圖，要求獲得較多的實驗數(shù)據(jù)．

（3）若某次測量中兩電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2，則由已知量和測量量計算電阻率的表達式為ρ＝ ____________．

Answer 1

【答案】（1）5．025 2．150 （2）圖見解析 （3）

【解析】（1）游標卡尺為20分度，則長度的讀數(shù)L＝（50＋5×0．05）mm＝50．25 mm＝5．025 cm；由螺旋測微器測得材料的直徑D＝（2＋15．0×0．01）mm＝2．150 mm．

（2）實驗器材中沒有電壓表，但電流表A1的內阻已知，讀出通過電流表的電流可以得到其兩端的電壓，因此A1可當成電壓表使用，與R1并聯(lián)；流經R1的電流即為A2的讀數(shù)減去A1的讀數(shù)；為了獲得更多的實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓式接法．電路圖如圖所示．

（3）由電阻計算公式R＝ρ，得ρ＝R1，由（2）分析易得R1＝，又S＝，帶入得ρ＝．