如图甲所示，一根细长而均匀的合金管线样品，横截面为环形．此合金管线长度用L表示，外径用D表示，电阻约为5Ω．已知这种合金的电阻率为ρ，且ρ受温度的影响很小，可以忽略．因管线

Question

如图甲所示，一根细长而均匀的合金管线样品，横截面为环形．此合金管线长度用L表示，外径用D表示，电阻约为5Ω．已知这种合金的电阻率为ρ，且ρ受温度的影响很小，可以忽略．因管线内中空部分内径太小，无法直接测量．某实验小组设计了一个实验方案，测量中空部分的截面积S₀，可供选择的器材如下：
A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表A（300mA，1.0Ω）
D．电压表V₁（15V，约10kΩ）
E．电压表V₂（3V，约6kΩ）
F．滑动变阻器R₁（2KΩ，0.5A）
G．滑动变阻器R₂（10Ω，2A）
H．标准电阻（R₀=5Ω）
I．蓄电池（3V，约0.05Ω）
J．开关一个，导线若干

（1）用螺旋测微器测量该管线的外径D，示数如图乙所示，管线的外径等于___mm；
（2）上述器材中，电压表应选___，滑动变阻器应选___．（均只填代号字母）
（3）请在方框中将设计方案的实验电路图补充完整，要求电压表与电流表的示数均能过半，并能测量多组数据，合金管线电阻用R_x表示．
（4）将测得的多组U、I数据绘制成U-I图象如图丙所示，并计算出图象的斜率为K，同时用刻度尺测量出了管线的长度L．计算合金管线内部空间截面积S₀的表达式为___．（用已知量和所测物理量的符号L、D、ρ、K、R₀表示）

Answer 1

（1）螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为1.0×0.01mm=0.010mm，所以最终读数为1.5mm+0.010mm=1.510mm；（2）由于电源电压为3V，故电压表选择E；由于采用分压接法，故滑动变阻器选用小电阻G；（3）本题中应用...