Question

【題目】圓柱形陶瓷元器件表面均勻鍍有一層導電薄膜，已知導電薄膜電阻率為，為了測量該薄膜厚度，某同學使用銅絲緊繞在元件表面，銅絲繞制成圓形，圓柱體軸線垂直于銅絲圓面，制成電極A、B，如圖甲所示

(1)用螺旋測微器測量元件的直徑，測量結果如圖乙所示，其讀數為_________mm。

(2)為了測量元件電阻，某同學首先使用多用電表對元件粗測，元件電阻約為，現需準確測量電阻阻值，可供器材如下

A.被測元件（阻值約）

B.直流電源（電動勢約，內阻約）

C.電流表（量程，內阻約）

D.電壓表（量程，內阻）

E.電壓表（量程，內阻約）

F.定值電阻（）

G.滑動變阻器（）

H.滑動變阻器（）

I.電鍵、導線等

①在可供選擇的器材中，已經選擇A、B、C、I除此之外，應該選用________（填寫序號）

②根據所選器材，在圖丙方框中畫出實驗電路圖_______

③需要測量的物理量________，請用上述物理量表示被測電阻______。

(3)為了測量薄膜厚度還需要測量的物理量為__________。

(4)若被測元件電阻為，元件直徑為，電阻率為，請結合使用(3)物理量表示薄膜厚度____。

Answer 1

【答案】0.398（0.396~0.399均可給分） DFG （分壓式接法也可以） 電流表示數，電壓表示數 （或） 電極A、B之間的距離

【解析】

(1)[1]螺旋測微器主尺刻度為0，可動刻度為39.8×0.01mm=0.398mm，所以讀數為

0+0.398mm=0.398mm

(2)[2]因為直流電源電動勢為6V，電壓表V2量程太大，不能選擇，可將電壓表V1改裝，因此需要DF；滑動變阻器起限流作用，安全下選擇小的，比較方便操作，所以選擇G。

[3]該電路設計滑動變阻器阻值比被測阻值大，而且能保證儀器安全，因此滑動變阻器采用限流方式，使用伏安法測量被測電阻，其中電壓表需串聯一個分壓電阻，總電阻遠大于待測電阻，采用電流表外接。電路如圖：

[4]根據歐姆定律，需要測量電流表示數，電壓表示數；

[5]電壓應為電壓表和定值電阻的總電壓，電流應為流過待測電阻的電流，則

因為，所以也可表示為

(3)[6]根據電阻定律

其中薄膜很薄，展開后可認為是以圓周長為邊，厚度為高的矩形，即

所以為了測量薄膜厚度，還需要測量連入電路的電阻長度為電極A、B之間的距離。

(4)[7]據題有

因此