Question

圆柱形陶瓷元器件表面均匀镀有一层导电薄膜，已知导电薄膜电阻率为，为了测量该薄膜厚度，某同学使用铜丝紧绕在元件表面，铜丝绕制成圆形，圆柱体轴线垂直于铜丝圆面，制成电极A、B，如图甲所示

(1)用螺旋测微器测量元件的直径，测量结果如图乙所示，其读数为_________mm。

(2)为了测量元件电阻，某同学首先使用多用电表对元件粗测，元件电阻约为，现需准确测量电阻阻值，可供器材如下

A.被测元件（阻值约）

B.直流电源（电动势约，内阻约）

C.电流表（量程，内阻约）

D.电压表（量程，内阻）

E.电压表（量程，内阻约）

F.定值电阻（）

G.滑动变阻器（）

H.滑动变阻器（）

I.电键、导线等

①在可供选择的器材中，已经选择A、B、C、I除此之外，应该选用________（填写序号）

②根据所选器材，在图丙方框中画出实验电路图_______

③需要测量的物理量________，请用上述物理量表示被测电阻______。

(3)为了测量薄膜厚度还需要测量的物理量为__________。

(4)若被测元件电阻为，元件直径为，电阻率为，请结合使用(3)物理量表示薄膜厚度____。

Answer

0.398（0.396~0.399均可给分） DFG （分压式接法也可以） 电流表示数，电压表示数 （或） 电极A、B之间的距离

【解析】

(1)[1]螺旋测微器主尺刻度为0，可动刻度为39.8×0.01mm=0.398mm，所以读数为

0+0.398mm=0.398mm

(2)[2]因为直流电源电动势为6V，电压表V2量程太大，不能选择，可将电压表V1改装，因此需要DF；滑动变阻器起限流作用，安全下选择小的，比较方便操作，所以选择G。

[3]该电路设计滑动变阻器阻值比被测阻值大，而且能保证仪器安全，因此滑动变阻器采用限流方式，使用伏安法测量被测电阻，其中电压表需串联一个分压电阻，总电阻远大于待测电阻，采用电流表外接。电路如图：

[4]根据欧姆定律，需要测量电流表示数，电压表示数；

[5]电压应为电压表和定值电阻的总电压，电流应为流过待测电阻的电流，则

因为，所以也可表示为

(3)[6]根据电阻定律

其中薄膜很薄，展开后可认为是以圆周长为边，厚度为高的矩形，即

所以为了测量薄膜厚度，还需要测量连入电路的电阻长度为电极A、B之间的距离。

(4)[7]据题有

因此