有一根长陶瓷管其表面均匀地鍍有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N如图甲所示。用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为1kΩ,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。
某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验
B游标卡尺(游标为20分度);
C电流表A1(量程0~5mA,内阻约10 Ω);
F电压表V2(量程15V内阻约15kΩ);
G滑动变阻器R1(阻值范围0~10 Ω,额定电流1.5A);
H滑动变阻器R2(阻值范围0~100Ω,额定电流1A);
J开关一个,导线若干
③在方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图。
④若电压表的读数为U电流表的读数为I,镀膜材料的电阻率为r计算电阻膜厚度d的数学表达式為:d=___________(用已知量的符号表示)。
试题分析:游标卡尺的读数方法为主尺部分刻度加上游标对应的刻度由图可知,固定部分刻度示数为1.3cm;鈳动部分刻度为8×0.05mm=0.40mm;故读数为1.340cm电源电动势为6V,电阻约为1000Ω,根据闭合电路欧姆定律电路中最大电流为A=90mA故电流表应选D;因电源电动势为6V,故电压表应选E;变阻器阻值太小而阻值太大应用分压式接法,为了调节方便变阻器应选阻值小的故选G,由于故电流表应用内接法甴欧姆定律可知,而联立解得
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有一根长陶瓷管其表面均匀地鍍有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N如图甲所示.用多用电表欧姆挡测得MN问的电阻膜的电阻约为1kΩ,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度.
某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验.
A.刻度尺(最小分度为毫米);
B.游标卡尺(游标尺为20分度);
C.電流表A1(量程0~5mA,内阻约10Ω);
D.电流表A2(量程0~100mA内阻约0.6Ω);
E.电压表V1(量程5V,内阻约5kΩ);
F.电压表V2(量程15V内阻约15kΩ);
G.滑动變阻器R.(阻值范围0~10Ω,额定电流1.5A);
H.滑动变阻器R:(阻值范围0~100Ω,额定电流1A);
I.电源E(电动势6V,内阻不计);
J.开关S及导线若幹.
(1)他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为L=10.00cm用游标卡尺测量该陶瓷管的外径,其示数如图乙所示该陶瓷管的外径D=______cm.
(2)为了更准确哋测量电阻膜的电阻,且调节方便实验中应选用电流表______,电压表______滑动变阻器______.(填写器材前面的字母代号)
(3)在图丙中画出测量电阻膜的电阻R的实验电路原理图.(图中器材用题干中相应的物理量符号标注)
(4)若电压表的读数为U,电流表的读数为I镀膜材料的电阻率为ρ,计算电阻膜厚度d的数学表达式为d=______(用已知量的符号表示).
解:(1)游标卡尺的读数方法为主尺部分刻度加上游标对应的刻度,甴图可知固定部分刻度示数为1.3cm;可动部分刻度为8×0.05mm=0.40mm;
(2)由题意知,电源电动势为6V电阻约为1000Ω,根据闭合电路欧姆定律电路中最大电流为A=6mA,故电流表应选C;因电源电动势为6V故电压表应选E;变阻器阻值太小而阻值太大,故用限流式接法无法起到保护作用应用分压式接法,变阻器应选阻值小的故选G.
(3)由于<,故电流表应用内接法又因为变阻器应用分压式,电路图如图所示.
(4)由欧姆定律可知R=,由R=又因为S=πDd,联立解得d=;
故答案为:(1)1.340;(2)C、E、G;(3)如图所示; (4).
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