有一根細(xì)長而均勻的金屬材料樣品，截面為外方（正方形）內(nèi)圓，如圖所示。此金屬材料質(zhì)量約為0.1～0.2 kg，長約30 cm，電阻約為10 Ω。已知這種金屬的電阻率為。因管線內(nèi)徑太小，無法直接測量，請根據(jù)以下器材，設(shè)計一個實驗方案測量其內(nèi)徑。

A毫米刻度尺 　　         B螺旋測微器                 C電流表（600mA，10Ω）
D電流表（3A，0.1Ω）     E電壓表（3V，6kΩ）         F滑動變阻器（2 kΩ，0.5A）  
G滑動變阻器（10Ω，2A）  H直流穩(wěn)壓電源（6V，0.05Ω） I開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干
（1）除待測金屬材料、A、B、E、H、I外，應(yīng)選用的實驗器材還有      。（只填代號字母）
（2）畫出你設(shè)計方案的實驗電路圖。
（3）用已知的物理常量（設(shè)長度為，截面外邊長為）和所測得的物理量，推導(dǎo)出計算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式            。
（1）CG（對1個得1分共2分）（2）電路原理圖：注意電流表外接和滑動變阻器分壓（3分）
（3）若測得電壓為U，電流強(qiáng)度為I，（2分）

試題分析：（1）除待測金屬材料、A、B、E、H、I外，應(yīng)選用的實驗器材有C、G．
（2）因電壓表的量程為3V，金屬材料的電阻約為10Ω，所以通過金屬材料的電流約為I=0.3A=300mA，所以電流表應(yīng)選600mA量程，由于待測電阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法；因通過電流表的最小電流為==200mA，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電路中最大電阻為=30Ω，所以滑動變阻器不能用2KΩ的滑動變阻器，考慮電源電動勢為6V，電壓表量程為3V，滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法，電路圖如圖1所示，實物連線圖如圖2所示．

（3）設(shè)長度為L，截面外邊長為a，電壓為U，電流強(qiáng)度為I．則電阻R=，又R=，可解得：S= ①,設(shè)圓直徑為d，由圖可知S= ②，聯(lián)立①②可得．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

如圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置。

(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整。
(2)如果在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后可能現(xiàn)的情況有：
A．將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計指針將____________。
B．原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時，靈敏電流計指針___________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

小明同學(xué)在測定金屬絲電阻率的實驗中，進(jìn)行了如下操作，請你將相應(yīng)的操作步驟補(bǔ)充完整。

（1）他首先用螺旋測微器測金屬絲的直徑，如圖甲所示，該金屬絲的直徑為　   mm。
（2）他再用多用電表粗測金屬絲的阻值，操作過程如下：
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“＋”、“－”插孔，選擇開關(guān)旋至電阻擋“×10”擋位；
②將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)　　　旋鈕（填圖乙中的“A”或“B”或“C”），使歐姆表指針對準(zhǔn)電阻的　　　　　　處（填 “0刻線”或“∞刻線”）；
③把紅、黑表筆分別與金屬絲的兩端相接，此時多用電表的示數(shù)如圖丙所示；
④為了使金屬絲的阻值讀數(shù)能夠再準(zhǔn)確一些，小明將選擇開關(guān)旋至電阻擋　　　　擋位（填“×1”或“×1k”），重新進(jìn)行　　　　　              ；
⑤重新測量得到的結(jié)果如圖丁所示，則金屬絲的電阻為　　　　　Ω。
（3）他想用伏安法更精確地測量該金屬絲的阻值，他用如圖所示的裝置進(jìn)行測量，其中部分器材的規(guī)格為：電源E（兩節(jié)干電池，3V），電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω），電壓表（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ），滑動變阻器（阻值范圍0～20Ω，額定電流1 A）。要求滑動變阻器采用限流式接法，為了減小實驗誤差，請你在下圖中加兩條導(dǎo)線將未連接完的電路連起來。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

某同學(xué)用電壓表和電流表測量Rx的電阻，已知電壓表內(nèi)阻約3kΩ，電流表內(nèi)阻約1Ω。
(1)某同學(xué)用如圖甲所示電路測量電阻Rx，Rx的測量值比真實值_____(選填“偏大”或“偏小”)；若被測電阻Rx的阻值約為10Ω，應(yīng)采用圖______(選填“甲”或“乙”)所示由路誤差會比較小。

(2)無論是用圖甲還是圖乙所示電路測量，都不可避免地會產(chǎn)生由電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了以下方案，以避免電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差。該方案利用圖丙所示的電路進(jìn)行測量，主要實驗步驟如下：
第一步：將單刀雙擲開關(guān)S2接2，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器Rp1和Rp2，使電表讀數(shù)接近滿量程，但不超過量程，記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1
請你寫出第二步操作步驟，并說明需要記錄的數(shù)據(jù)；______________
用測得數(shù)據(jù)計算被測電阻阻值的計算式是Rx=____________________。
簡要說明此實驗方案為什么能避免由電表內(nèi)阻引起的實驗誤差。_______.。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示。測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體質(zhì)量成正比的輸出電壓U。現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請完成對該物體質(zhì)量的測量。
（l）設(shè)計一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。

（2）以下為簡要的測量步驟，請將不完整處補(bǔ)充完整：
A．調(diào)節(jié)滑動變阻器，使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零；
B．將        放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U0；
C．將待測物放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U1；
（3）根據(jù)以上測量，可求出：比例系數(shù)k=      ，待測物體的質(zhì)量m=      。
（4）請設(shè)想實驗中可能會出現(xiàn)的一個問題：                              。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

一個電壓表V0，量程3V，內(nèi)阻約為1kΩ．為進(jìn)一步測量V0的內(nèi)阻，有甲、乙兩個電路可選擇．備選器材有：
電流表A1，量程3mA；
電流表A2，量程0.6A；
電壓表V，量程3V，內(nèi)阻Rv＝1.2 kΩ；
滑動變阻器R，0～3000 Ω；
電源E，6V電池組，內(nèi)阻不計．

（1）若選用甲電路，電流表應(yīng)選用 　　　　　，若V0和選用電流表示數(shù)分別為U0和I，則測得電壓表的內(nèi)阻R0＝ 　　　　　．
（2）若選用乙電路，若V0和V示數(shù)分別為U0和U，則測得電壓表的內(nèi)阻R0＝ 　　　　　（用U0、U、RV等字母表示）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

在“描繪小電珠的伏安特性曲線”實驗中，用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按如圖所示方式連接電路，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零。閉合開關(guān)后：

（1） 若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3 A，小電珠亮，則斷路的一根導(dǎo)線為________。
（2）若電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小電珠不亮，則斷路的一根導(dǎo)線為________。
（3）若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，小電珠亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)都不能調(diào)為零，則斷路的一根導(dǎo)線為________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

右圖是利用兩個電流表A1和A2測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖．圖中S為開關(guān)，R為滑動變阻器，定值電阻R1和電流表A1內(nèi)阻之和為10 000 Ω.
 
(1)按電路原理圖連接實物圖．

(2)在閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑動變阻器的滑動端P移動至____________(填“a端”、“中央”或“b端”)．
(3)閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端P至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)I1和I2.多次改變滑動端P的位置，得到的數(shù)據(jù)如下表所示．請在如圖所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐標(biāo)畫出所對應(yīng)的I1－I2圖線.
I1/mA
0.120
0.125
0.130
0.135
0.140
0.145
I2/mA
480
400
320
232
140
68
(4)由(3)中所得圖線可求出電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有如下器材：
A．干電池E(電動勢約為1.5 V，內(nèi)電阻約為1 Ω)
B．電流表(量程為0.6 A，內(nèi)阻約為1Ω)
C．電壓表(量程為3V，內(nèi)阻約為3KΩ)
D．滑動變阻器R1(阻值范圍0～20 Ω，額定電流2 A)
E．滑動變阻器R2(阻值范圍0～200 Ω，額定電流1 A)
F．開關(guān)和導(dǎo)線若干
(1)實驗所用電路如圖四所示，為了能方便準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，其中應(yīng)選擇的滑動變阻器是______(填“R1”或“R2”)。

(2)如圖所示，是某位同學(xué)根據(jù)他所設(shè)計的實驗測得的六組數(shù)據(jù)在U－I坐標(biāo)系上所描出的點(diǎn)。請你在圖上畫出圖線，并由圖線求出電池的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。

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同步練習(xí)冊答案