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    14．有一根细而均匀的导电材料样品（如图a所示），截面为同心圆环（如图b所示），此样品长L约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量．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=100Ω）
    D．电流表A2（量程100mA，内阻r2大约为40Ω）
    E．电流表A3（量程3A，内阻r3大约为0.1Ω）
    F．滑动变阻器R（0-10Ω，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100Ω）
    I．开关一只，导线若干；
    请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d图所示，其示数L=33.35mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如e图所示，其示数D=3.267mm．
    （2）请选择合适的电流表A1、A2，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来表示样品的内径d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL（{I}_{2}-{I}_{1}）}{π{I}_{1}{r}_{1}}}$

    分析 （1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
    （2）电流表A1内阻已知，故将电流表A1当电压表使用；为得到较大的电压调节范围，滑动变阻器采用分压式接法；
    （3）根据并联电路总电流等于各个支路电流之和，得到通过电阻的电流；根据欧姆定律计算出电阻值；最后再根据电阻定律求解出直径．

    解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为：33mm，游标读数为0.05×7mm=0.35mm，所以最终读数为：33mm+0.35mm=33.35mm；
    螺旋测微器的固定刻度读数为3mm，可动刻度读数为0.01×26.7mm=0.267mm，所以最终读数为：3mm+0.267mm=3.267mm；
    （2）仪器中没有提供电压表，电流表A1其内阻为准确值，所以可以用此表来当作电压表，通过电阻的最大电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{{I}_{A1}{r}_{A1}}{R}$=$\frac{50mA×100Ω}{100Ω}$=50mA，电流表选择A2，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，电流表可以采用外接法，电路图如图所示：

    （3）设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，则I1•r1=（I2-I1）•R2；
    由电阻定律得：R2=ρ$\frac{L}{S}$，由几何知识得：S=π（$\frac{{D}^{2}}{4}$-$\frac{{d}^{2}}{4}$），联立以上各式得：d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL（{I}_{2}-{I}_{1}）}{π{I}_{1}{r}_{1}}}$．
    故答案为：（1）33.35；3.267；（2）（4分）A1、A2；（3）$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρL（{I}_{2}-{I}_{1}）}{π{I}_{1}{r}_{1}}}$．

    点评 本题考查了游标卡尺、螺旋测微器读数，实验器材选择、设计实验电路，要掌握常用器材的使用及读数方法；应用欧姆定律与电阻定律可以正确解题．

    练习册系列答案
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    4．关于原子和原子核，下列说法正确的是（　　）
    A．α粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性
    B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程电子的电势能和动能之和是不守恒的
    C．根据玻尔理论可知，一个氢原子核外电子从n=4能级向低能级跃迁最多可辐射3种频率的光子
    D．已知${\;}_{90}^{234}$Th的半衰期是24天，48g的${\;}_{90}^{234}$Th经过72天后衰变了42g

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    5．霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中，例如应用霍尔效应测试半导体是电子型还是空穴型，研究半导体内载流子浓度的变化等．在霍尔效应实验中，如图所示，ab宽为1cm，ad长为4cm，ae厚为1.0×10-3cm的导体，沿ad方向通有3A的电流，当磁感应强度B=1.5-5的匀强磁场垂直向里穿过abcd平面时，产生了1.0×10-5V的霍尔电压，（已知导体内定向移动的自由电荷是电子），则下列说法正确的是（　　）
    A．在导体的上表面聚集自由电子，电子定向移动的速率v=$\frac{2}{3}$×10-3（m/s）
    B．在导体的前表面聚集自由电子，电子定向移动的速率v=$\frac{2}{3}$×103（m/s）
    C．在其它条件不变的情况下，增大ad的长度，可增大霍尔电压
    D．每立方米的自由电子数为n=2.8×1029个

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

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    A．直流电源（6V，内阻不计）
    B．直流电流表（0～3A，内阻0.1Ω以下）
    C．直流电流表（0～300mA，内阻约5Ω）
    D．直流电压表（0～10V，内阻约为15kΩ）
    E．滑动变阻器（10Ω，2A）
    F．滑动变阻器（1kΩ，0.5A）
    实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．
    （1）实验中电流表应选用C，滑动变阻器应选用E（均用序号表示）．
    （2）在方框内画出实验电路图．
    （3）试将图中所示器材连成实验电路．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．关于物理学史或所用物理学方法的下列几种论述中正确的是（　　）
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    B．在研究电磁现象时，安培利用假设思想方法引入了“场”的概念
    C．牛顿在经典力学上贡献突出，加速度a=$\frac{F}{m}$是其用比值定义法确定的
    D．伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因采用了理想实验法

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