题目内容

(2012?怀化二模)在研究性学习中,某同学设计了一个测量导电纸的导电膜厚度的实验,该同学从资料上查得导电纸导电膜材料的电阻率为ρ,并利用下列器材完成了这个实验:
A.电源E(电动势为12V,内阻不计)
B.木板N(板上放有导电纸一张,导电膜向上),两个金属条a、b(平行放置在导电纸上,与导电纸接触良好,用作电极,其电极长度与导电纸宽度相同)
C.滑线变阻器R(其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻)
D.毫米刻度尺
E.电压表V(量程为6V,内阻约3kΩ)
F.电流表A(量程为0.6A,内阻忽略不计)
G.开关K,导线若干.
①请用上述器材设计实验电路.在虚线框中画出实验电路原理图.
②实验中应测定的物理量是:
导电膜的长度L1、宽度L2、电压表示数U、电流表示数I
导电膜的长度L1、宽度L2、电压表示数U、电流表示数I

③计算导电膜厚度h的公式是:
h=
ρL1I
L2U
h=
ρL1I
L2U
.(用ρ和测得物理量的符号表示)
分析:(1)导电纸电阻较小,大内小外,采用安培表外接法;滑动变阻器的总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻,故采用分压式接法;
(2)(3)根据欧姆定律及电阻定律求出导电膜厚度的表达式,根据该表达式确定需要测量的物理量.
解答:解:(1)导电纸电阻较小,采用安培表外接法;滑动变阻器的总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻,故采用分压式接法;电路图如图所示;

(2)导电膜电阻R=
U
I
,由电阻定律可知:R=ρ
L1
S
L1
L2h
,则h=
ρL1I
L2U
,因此需要测量导电膜的长度L1,宽度L2,电压表示数U,电流表示数I.
(3)由(2)可知,导电膜厚度h=
ρL1I
L2U

答:(1)如图所示;(2)导电膜的长度L1、宽度L2、电压表示数U、电流表示数I;(3)h=
ρL1I
L2U
点评:分析清楚实物电路图结构是作出实验电路图的关键;知道测电阻、测电阻率的原理是正确解答(2)与(3)的关键.
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