Question

（1）有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖1所示的讀數(shù)是

 

mm． 如圖2，用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖所示的讀數(shù)是

 

mm．
（2）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0.1～0.2kg，長約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)以下器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器（2kΩ，0.5A）
G．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）H．直流穩(wěn)壓電源（6V，0.05Ω）  I．開關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干
①除待測金屬材料外，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有

 

．（只填代號字母）
②根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案在右邊的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把所選儀器連成實(shí)際的測量電路．

③用已知的物理常量和所測得的物理量，推導(dǎo)出計(jì)算金屬管線內(nèi)徑d的表達(dá)式．

Answer 1

分析：掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理選擇所需要的實(shí)驗(yàn)器材；然后因?yàn)榇郎y電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻可知電流表應(yīng)用外接法；再根據(jù)閉合電路歐姆定律和電流表的最小電流求出電路的最大電阻，從而選擇滑動(dòng)變阻器．

解答：解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：13mm，游標(biāo)尺上第11個(gè)刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為0.5×11mm=0.55mm，所以最終讀數(shù)為：13mm+0.55mm=13.55mm．
螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×18.0mm=0.180mm，所以最終讀數(shù)為0.680mm．
故答案為：13.55mm     0.680mm
（2）①結(jié)合試驗(yàn)原理知應(yīng)選用的器材有ABCEGHI（螺旋測微器的作用是測量正方形的邊長） 
②被測電阻為小電阻故電流表外接，為了多測幾組數(shù)據(jù)滑動(dòng)變阻器用分壓接法，如下：

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，
電阻R=

ρl

s

=

U

I

，截面積S=

ρIl

U

，
故有a²-

πd2

4

=

ρIl

U

解得：d=2

a2U-ρIl πU

故答案為：ABCEGHI；2

a2U-ρIl πU

．

點(diǎn)評：要學(xué)會(huì)根據(jù)估算選擇電學(xué)儀器的方法和思路，熟記“伏安法”時(shí)電流表內(nèi)接法與外接法的選擇方法以及滑動(dòng)變阻器必須用分壓式接法的情況．