有一根細(xì)長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖甲所示．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(shè)計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S0．
現(xiàn)已提供有如下器材：毫米刻度尺、螺旋測微器、電壓表V（3V，6KΩ）、蓄電池E（6V，0.05Ω）、開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干：
（1）上列器材中，還缺少電流表和滑動變阻器，現(xiàn)提供以下一些器材供選擇，請選出合適的器材，電流表應(yīng)為
 
，滑動變阻器應(yīng)選用
 
（只填代號字母）．
A．電流表A1（600mA，1.0Ω）
B．電流表A2（3A，0.1Ω）
C．滑動變阻器R1（2KΩ，0.5A）
D．滑動變阻器R2（10Ω，2A）
（2）在下面方框中畫出你所設(shè)計的電路圖，要求盡可能測出多組有關(guān)數(shù)值，并把圖乙的實物連成實際測量電路，
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（3）實驗中要測量的物理量有：
 
，計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達(dá)式為：S0=
 
．
分析：（1）本實驗需要用伏安法測量電阻，同時要結(jié)合電阻定律公式R=ρ
L
S
求解導(dǎo)體的截面積，故可以先得到截面積的表達(dá)式，再結(jié)合歐姆定律得到待測量，從而進(jìn)一步選擇器材；
（2）用伏安法測量電阻，要求盡可能測出多組有關(guān)數(shù)值，故滑動變阻器要采用分壓式接法；由于金屬原件長度較短，故電阻較小，故采用安培表外接法，畫出電路圖后進(jìn)一步連接實物圖即可；
（3）根據(jù)歐姆定律和電阻定律公式可以得到要測量的物理量，并進(jìn)一步推導(dǎo)出公式．
解答：解：（1）本實驗需要用伏安法測量電阻，由于電阻通電電流大會升溫，影響電阻率，故要小電流，故電流表選擇較小量程；滑動變阻器采用分壓式接法，電阻較小時便于實驗操作；
故答案為：A，D；
（2）電路及實際測量電路如圖所示．
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（3）根據(jù)歐姆定律，有R=
U
I
；
根據(jù)電阻定律，有R=ρ
L
S
，故截面積為：S=
ρIL
U
；
故要用螺旋測微器測橫截面邊長a，用毫米刻度尺金屬管線長度L，電壓表示數(shù)U，電流表示數(shù)I，
故金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達(dá)式為：S0=a2-
ρIL
U

故答案為：（1）A，D；（2）電路及實際測量電路如圖所示；（3）橫截面邊長a，金屬管線長度L，電壓表示數(shù)U，電流表示數(shù)I，a2-
ρIL
U
．
點評：對電學(xué)實驗要能設(shè)計出電路圖，并根據(jù)電路圖連接電路并得到待測量，還要會誤差分析，不難．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?南京模擬）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1所示．此金屬材料質(zhì)量約為0.1-0.2kg，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)徑太小，無法直接測量，請根據(jù)圖2提供的實驗器材，設(shè)計一個實驗方案測量其內(nèi)徑d．

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（2kΩ 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）除待測金屬材料外，應(yīng)選用的實驗器材有
A、B、C、E、G、H、I
A、B、C、E、G、H、I
（只填代號字母）．
（2）在圖3方框內(nèi)畫出你所設(shè)計方案的實驗電路圖，并把所選儀器連成實際測量電路．
（3）用已知的物理常量和所測得的物理量，推導(dǎo)出計算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式．

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科目：高中物理 來源： 題型：

有一根細(xì)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)阻很小）
G．開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干
要進(jìn)一步精確測量金屬管線樣品的阻值，電流表應(yīng)選
A
A
，滑動變阻器應(yīng)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(chǔ)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(dá)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：

（1）某校學(xué)習(xí)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(biāo)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(xì)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(shè)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(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干
①上列器材中，應(yīng)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(shè)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(guān)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(dá)式為：S0=
a2-
ρIL
U
a2-
ρIL
U
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?湖南模擬）有一根細(xì)長而均勻的金屬材料樣品M截面為外方內(nèi)圓，如圖1所示．此樣品重約1～2N，長約為30cm．電阻約為10Ω，其電阻率為ρ，密度為D，因管線內(nèi)徑d太小，無法直接測量，請設(shè)計一個實驗方案測量d．

供選用的器材有：
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）
（1）除待測金屬材料、開關(guān)、帶夾子的導(dǎo)線若干外，還應(yīng)選用實驗器材有
ABCEGH
ABCEGH
（只填代號字母）
（2）在（圖2）虛結(jié)框中，畫出設(shè)計方案的電路圖；
（3）在（圖3）中，把所選器材連接實際測量電路（已連好一根線）；
（4）用已知的物理常數(shù)和測得的物理量，推導(dǎo)出計算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式．

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