Question

【題目】一細而均勻的圓柱體形導電材料，長約5 cm，電阻約為100 Ω，欲測量這種材料的電阻率ρ�，F提供以下實驗器材

A．20分度的游標卡尺；

B．螺旋測微器；

C．電流表A1(量程50 mA，內阻r1＝100 Ω)；

D．電流表A2(量程100 mA，內阻r2約為40 Ω)；

E．電壓表V(量程15 V，內阻約為3 000 Ω)；

F．滑動變阻器R1(0～10 Ω，額定電流2 A)；

G．直流電源E(電動勢為3 V，內阻很小)；

H．上述導電材料R2(長約為5 cm，電阻約為100 Ω)；

I．開關一只，導線若干。

請回答下列問題：

(1)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖甲所示，其示數L＝________cm，用螺旋測微器測得該樣品的外直徑如圖乙所示，其示數D＝________mm。

(2)在方框中畫出盡可能精確測量該樣品電阻率ρ的實驗電路圖，并標明所選擇器材的物理量符號____。

(3)實驗中應記錄的物理量有____________________(寫出文字描述及字母符號)，用已知和所記錄的物理量的符號表示這種材料的電阻率ρ＝________。

Answer 1

【答案】 (1)5.015　 4.700　 (2)見解析圖 (3)電流表A1的示數I1、電流表A2的示數I2

【解析】(1)游標卡尺的讀數為：50 mm＋3×0.05 mm＝50.15 mm＝5.015 cm；螺旋測微器的讀數為：4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700 mm。

(2)電壓表的量程遠大于電源的電動勢，所以電壓表不適用，兩個電流表中，電流表A2的滿偏電流大于電流表A1的滿偏電流，又電流表A1的內阻為定值，根據歐姆定律與串并聯知識，應將電流表A1與樣品并聯后再與電流表A2串聯，滑動變阻器阻值較小，應用分壓式接法，電路圖如圖所示。

(3)根據(2)中電路圖可知，實驗中應記錄的物理量有：電流表A1的示數I1、電流表A2的示數I2，根據電阻定律有R＝ρ，樣品橫截面積S＝πD2，根據歐姆定律可得R2＝，聯立可得