有一根細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開關一個，帶夾子的導線若干

（1）除待測金屬材料、A、B、E、H、I外，應選用的實驗器材還有       。（只填代號字母）

（2）畫出你設計方案的實驗電路圖。

（3）用已知的物理常量（設長度為，截面外邊長為）和所測得的物理量，推導出計算金屬管線內(nèi)徑d的表達式             。

 

【答案】

（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，電流強度為I，（2分）

【解析】

試題分析：（1）除待測金屬材料、A、B、E、H、I外，應選用的實驗器材有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，所以電流表應選600mA量程，由于待測電阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應用外接法；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）設長度為L，截面外邊長為a，電壓為U，電流強度為I．則電阻R=，又R=，可解得：S= ①,設圓直徑為d，由圖可知S= ②，聯(lián)立①②可得．

考點：測定金屬的電阻率．   

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

有一根細長而均勻的金屬管線樣品，長約為60cm，電阻大約為6Ω．橫截面如圖1所示．

①用螺旋測微器測量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖2所示，金屬管線的外徑為
1.125
1.125
mm；
②現(xiàn)有如下器材
A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）
B．電流表（量程3A，內(nèi)阻約0.03Ω）
C．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．滑動變阻器（1750Ω，0.3A）
E．滑動變阻器（15Ω，3A）
F．蓄電池（6V，內(nèi)阻很�。�
G．開關一個，帶夾子的導線若干
要進一步精確測量金屬管線樣品的阻值，電流表應選
A
A
，滑動變阻器應選
E
E
．（只填代號字母）．
③請將圖3所示的實際測量電路補充完整．
④已知金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過多次測量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的截面積S，在前面實驗的基礎上，還需要測量的物理量是
管線長度L
管線長度L
．計算中空部分截面積的表達式為S=
πd2
4
-
ρL
R
πd2
4
-
ρL
R
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

有一根細長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖1所示．此金屬材料重約1～2N，長約為30cm，電阻約為10Ω．已知這種金屬材料的電阻率為ρ，密度為ρ0．因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測量．請設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S0．現(xiàn)有如下材料可選：
A．毫米刻度尺
B．螺旋測微器
C．電流表（600mA，1.0Ω）
D．電流表（3A，0.1Ω）
E．電壓表（3V，6kΩ）
F．滑動變阻器（50Ω，2A）
G．蓄電池（6V，0.05Ω）
H．開關一個，導線若干

（1）除待測金屬管線外，還應選用的材料有
A、B、C、E、F、G、H
A、B、C、E、F、G、H
（只填代號字母）
（2）在圖2中把所選一起連成實際測量電路．
（3）實驗中要測量的物理量有
橫截面邊長a、管線長度l、電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I
橫截面邊長a、管線長度l、電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I
計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達式為S0=
a2-
ρIl
U
a2-
ρIl
U
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）某校學習興趣小組在研究“探索小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗，圖（1）是某次實驗得出的紙帶，所用電源的頻率為50HZ，舍去前面比較密集的點，從0點開始，每5個連續(xù)點取1個計數(shù)點，標以1、2、3…．各計數(shù)點與0計數(shù)點之間的距離依次為d1=3cm，d2=7.5cm，d3=13.5cm，則物體通過1計數(shù)點的速度v1=
0.375
0.375
m/s；

（2）物體運動的加速度為a=
1.5
1.5
m/s2．
（3）有一根細長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖（2）所示．此金屬管線長約30Cm，電阻約10Ω．已知這種金屬的電阻率為ρ，因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測量，請你設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S0，現(xiàn)有如下器材可選：
A．毫米刻度尺B．螺旋測微器
c．電流表Al（600mA，約1.0Ω）
D．電流表A2（3A，約0.1Ω）
E．電壓表V（3V，6KΩ）
F．滑動變阻器R1（2KΩ，O．5A）
G．滑動變阻器R2（10Ω，2A）
H．蓄電池E（6V，O．05Ω ）
I．開關一個，帶夾子的導線若干
①上列器材中，應選用的器材有
ABCEGHI
ABCEGHI
（只填代號字母）．
②在如圖（3）方框中畫出你所設計的電路圖，并把如圖（4）的實物連成實際測量電路，要求盡可能測出多組有關數(shù)值．
③實驗中要測量的物理量有：
截面邊長a、金屬管線長度L、電壓表示數(shù)U
截面邊長a、金屬管線長度L、電壓表示數(shù)U
，計算金屬管線內(nèi)部空問截面積S0的表達式為：S0=
a2-
ρIL
U
a2-
ρIL
U
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)有一根細長而均勻的金屬材料樣品，橫截面為邊長等于a的正方形，如圖所示．此金屬材料重約1?2N，長約為30cm，電阻約為10Ω．巳知這種金屬的電阻率為ρ因管線內(nèi)部空間截面積形狀不規(guī)則，無法直接測量，請設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S0，要求實驗誤差較小，并能測量多組數(shù)據(jù)．現(xiàn)有如下器材可選：
A．毫米刻度尺B．螺旋測微器
C．電流表（600mA，1.0Ω）D．電流表（3A，0.1Ω）
E．電壓表（3V，6kΩ）F．滑動變阻器（2kΩ，0.5A）
G．滑動變阻器（10Ω，2A）H．蓄電池（6V，0.05Ω）
I．開關一個，帶夾子的導線若干
（1）除待測金屬材料外，應選用的實驗器材有
 
．（只填代號字母）．
（2）請在方框中畫出你的設計方案的實驗電路圖．
（3）實驗中要測量的物理量及其符號是
 
．
（4）計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達式S0=
 
．（用巳知量和所測物理量的符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)有一根細長而均勻的金屬材料管線樣品，橫截面如圖1所示．此金屬材料重約1～2N，長約為30cm，電阻約為10Ω．已知這種金屬的電阻率為ρ，密度為ρ0．因管線內(nèi)中空部分內(nèi)徑很小，無法直接測量，請設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S0．現(xiàn)有如下器材可選：
A．毫米刻度尺
B．螺旋測微器
C．電流表（600mA   1.0Ω左右）
D．電流表（3A   0.1Ω左右）
E、電流表G（滿偏電流3mA，已測出其內(nèi)阻Rg=10Ω）
F、定值電阻R3=990Ω
G．滑動變阻器（2kΩ  0.5A）
H．滑動變阻器（10Ω  2A）
I．蓄電池（6V  0.05Ω左右）
J．開關一個，帶夾子的導線若干
（1）除待測金屬管線外，應選用的實驗器材有
 
（只填代號字母）．
（2）在圖2方框中，畫出你所設計方案的實驗電路圖．
（3）實驗中需要直接測量的物理量有：
 
，計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達式S0=
 
．

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