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高中三年级物理

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首页 高中三年级物理知识 游标卡尺 螺旋测微器 实验：测定金属的电阻率 试题正文
  • 实验题
    有一根细而均匀的导电材料样品（如图甲所示），截面为同心圆环（如图乙所示），此样品长L约为3cm，电阻约为100，已知这种材料的电阻率为，因该样品的内径太小，无法直接测量其内径。现提供以下实验器材：

    A.20等分刻度的游标卡尺
    B.螺旋测微器
    C.电流表A1（量程50mA，内阻r1=100）
    D.电流表A2（量程100mA，内阻r2大约为40）
    E.电流表A3（量程3mA，内阻大约为0.1）
    F.滑动变阻器R（0-10，额定电流2A）
    G.直流电源E（12V，内阻不计）
    H.导电材料样品Rx（长L约为3cm，电阻Rx约为100）
    I.开关一只，导线若干
    请要根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
    （1）用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L=______________mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图乙所示，其示数D=______________mm。

    （2）请选择合适的仪器，在方框中画出最佳实验电路图，并标明所选器材前的字母代号。

    （3）用已知物理量的符号和测量量的符号表示样品的内径d=______________。
    本题信息：2011年安徽省期末题物理实验题难度极难 来源:马凤霞
  • 本题答案
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本试题 “有一根细而均匀的导电材料样品（如图甲所示），截面为同心圆环（如图乙所示），此样品长L约为3cm，电阻约为100，已知这种材料的电阻率为，因该样品的内径太小...” 主要考查您对

游标卡尺

螺旋测微器

实验：测定金属的电阻率

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 游标卡尺
  • 螺旋测微器
  • 实验：测定金属的电阻率

构造和用途：

原理：

利用游标尺最小分度和主尺最小分度的微小差值，把微小长度积累起来进行测量。

读数：

如下表所示

游标尺(mm) 精度（mm） 测量结果(游标尺上第n个小格与主尺上的某刻度线对正时)(mm)
刻度格数 刻度总长度 每小格与1毫米差
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数＋0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数＋0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数＋0.02n

表格解析：

（1）10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出0.1毫米位的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，0.1毫米位就读几（不能读某）。其读数准确到0.1mm。
（2）20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数，然后用游标读出毫米以下的数值：游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。
（3）50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm，比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的，游标上的刻度值，就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如图中被测圆柱体的直径为2.250cm。
（4）游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的， 所以都不再往下一位估读。


进行“长度测量”实验时的注意事项：

1、如果刻度尺端头有磨损，测量起点不要选在“0”刻度线。
2、刻度尺毫米以下的数值靠目测估读一位，估读至最小刻度值的1/10(即0.1mm)。
3、用游标卡尺测量金属管的外径时，金属管不可在钳口间移动或压得太紧，以免磨损钳口。
4、用游标卡尺测量金属管的外径、内径和量筒的深度，把游标卡尺放在合适的位置后适当旋紧固定螺钉，再读数。
5、游标卡尺使用时不论多少分度都不要估读．如20分度的游标卡尺，读数的末位数一定是0或5；50分度的游标卡尺，读数的末位数字一定是偶数。
6、若游标上任何一格均不与主尺的刻度线重合，选择较近的一条刻度线读数。


固定刻度上的最小刻度为0.5mm（在中线的上侧）；可动刻度每旋转一圈前进（或后退）0.5mm。在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线，所以相邻两条刻线间代表0.01mm。读数时，从固定刻度上读取整、半毫米数，然后从可动刻度上读取剩余部分（因为是10分度，所以在最小刻度后应再估读一位），再把两部分读数相加，得测量值。如图中的读数应该是6.702mm。

知识点拨：

使用螺旋测微器应注意以下几点：

(1)测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器。

(2)在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出。

(3)读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度上的水平刻线正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为“0”．如下图所示。


实验目的：
用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率；练习使用螺旋测微器。
实验原理：
根据电阻定律公式R=，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率。
实验器材：
被测金属导线，直流电源（4V），电流表（0-0.6A），电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω），电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。
实验步骤：
1、用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d，计算出导线的横截面积S。
2、按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

3、用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l。
4、把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。
5、将测得的R、l、d值，代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。
6、拆去实验线路，整理好实验器材。
注意事项：
1、测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。
2、本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。
3、实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。
4、闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。
5、在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度I的值不宜过大（电流表用0~0.6A量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
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