Question

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5-3-17所示.此樣品重約1—2 N,長約為30 cm.電阻約為10 Ω，其電阻率為ρ，密度為D，因管線內(nèi)徑d太小，無法直接測(cè)量，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量d.供選用的器材有：

圖5-3-17

A.毫米刻度尺

B.螺旋測(cè)微器

C.電流表（600 mA,1.0 Ω)

D.電流表（3 A，0.1 kΩ)

E.電壓表（3 V，6 kΩ)

F.滑動(dòng)變阻器（2 kΩ，0.5 A)

G.滑動(dòng)變阻器（10 Ω， 2 A）

H.蓄電池（6 V，0.05 Ω)

I.單刀單擲開關(guān)，導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)中所需器材為______________（填字母代號(hào)）.

(2)畫出電路圖.

(3)用測(cè)量量及已知量表示d=___________,并說明式中各字母的含義.

Answer 1

解析：樣品重量未知，則其體積V=未知，因此，無法通過這條途徑得到內(nèi)徑d.

根據(jù)提供器材，可測(cè)出樣品電阻R，由R=,（其中L為樣品沿電流方向的長度，可由器材B測(cè)出得樣品橫截面積S，由S=a²-可得內(nèi)徑d,其中a為樣品外邊長，可由器材A測(cè)出，用伏安法測(cè)電阻R時(shí)，電池、電壓表為唯一器材，通過電阻的最大電流I_m= A=300 mA,故選器材C.滑動(dòng)變阻器接成限流方式時(shí)，由于電阻兩端電壓范圍為1—3 V，所以若選器材F，則其有效使用電阻為10—50 Ω；若選器材G，則當(dāng)其電阻小于10 Ω時(shí)，電阻R兩端的電壓超過3 V，會(huì)燒壞電壓表，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選G，且為分壓式接法，由R=，R=ρ,S=a²-得d=2.

答案：（1）ABCDEGHI

（2）

（3）d=,a為樣品  外邊長，L為厚度，l為樣品的電阻率.U為其兩端電壓，I為通過它的電流.