要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度L=______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如上图乙所示,由图可知其直径D=______mm;
(3)用伏安法较精确地测量该圆柱体的电阻Rx,现有的器材和规格如下:
待测圆柱体电阻Rx(其阻值约为200Ω);电流表A(量程0~15mA,内阻约30Ω);电压表V(量程0~3V,内阻约20kΩ);直流电源E(电动势4V,内阻不计);滑动变阻器R(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);开关S;导线若干.
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在图丙框中画出测量的电路图.
(4)若测待测圆柱体电阻Rx时,电压表和电流表示数分别用U和I表示,则该圆柱体材料的电阻率ρ=______.(不要求计算,用题中所给字母表示)
(1)游标卡尺的主尺读数为31mm,游标读数为0.05×3mm=0.15mm,所以最终读数为31+0.15=31.15mm,
(2)螺旋测微器固定刻度为4mm,可动刻度为0.01×20.0=0.200mm,所以最终读数为4+0.200=4.200mm.
(3)用伏安法较精确地测量该圆柱体的电阻Rx,题目使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,故滑动变阻器采用分压接法,
圆柱体电阻200Ω<
=RARV
≈800Ω,故电流表外接,电路图如图:30×20000
(4)根据电阻定律R=ρ
,得:ρ=L S RS L
由欧姆定律有:R=U I
截面的面积为:S=π(
)2D 2
联立解得:ρ=πUD2 4IL
故答案为:(1)31.15;
(2)4.200;
(3)右边框中画出测量电路图;
(4)
.πUD2 4IL