14．实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V-优题课

演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微电流传感器， $D I S$ 等组成)如图所示。首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针(填："有"或"无")偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针(填："有"或"无")偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针(填："有"或"无")偏转。

为探究小灯泡的电功率 $P$ 和电压 $U$ 的关系,小明测量小灯泡的电压 $U$ 和电流 $I$ ，利用 $P = U I$ 得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为"3.0 V 1.8 W"，电源为12 V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10 $Ω$ .
（1）准备使用的实物电路如图甲所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置.（用笔画线代替导线）

（2）现有10 $Ω$ 、20 $Ω$ 和50 $Ω$ 的定值电阻，电路中的电阻 $R_{1}$ 应选 $Ω$ 的定值电阻。
（3）测量结束后，应先断开开关，拆除两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
（4）小明处理数据后将 $P$ 、 $U^{2}$ 描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图乙所示。请指出图象中不恰当的地方.

某学生实验小组利用图（ $a$ ）所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻"×1 $k$ "挡内部电路的总电阻。使用的器材有：
多用电表；
电压表：量程5 $V$ ，内阻十几千欧;
滑动变阻器：最大阻值5 $k Ω$ 导线若干。
回答下列问题:
（1）将多用电表挡位调到电阻"×1 $k$ "挡，再将红表笔和黑表笔，调零点。
（2）将图(( $a$ )中多用电表的红表笔和（填"1"或"2"）端相连，黑表笔连接另一端。
（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图（ $b$ ）所示，这时电压表的示数如图（ $c$ ）所示。多用电表和电压表的读数分别为 $k Ω$ 和 $V$ 。
（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 $k Ω$ 和4.00 $V$ 。从测量数据可知，电压表的内阻为 $k Ω$ 。

（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图( $d$ )所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为 $V$ ，电阻"×1 $k$ "挡内部电路的总电阻为 $k Ω$ 。

$∆ t_{A}$ 图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。
实验步骤如下：

①用天平测量物块和遮光片的总质量 $M$ ，重物的质量 $m$ ；用游标卡尺测量遮光片的宽度 $d$ ；用米尺测量两光电门之间的距离 $s$ ；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③让物块从光电门 $A$ 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 $A$ 和光电门 $B$ 所用的时间 $∆ t_{A}$ 和 $∆ t_{B}$ ,求出加速度 $a$ ；
④多次重复步骤③，求 $a$ 的平均 $a$ ；
⑤根据上述实验数据求出动擦因数 $μ$ 。

回答下列为题：
（1）测量 $d$ 时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为 $1 m m$ ）的示如图（b）所示。其读数为 $c m$ 。
（2）物块的加速度 $a$ 可用 $d$ 、 $s$ 、 $∆ t_{A}$ 和 $∆ t_{B}$ 表示为 $a =$ 。

（3）动摩擦因数 $μ$ 可用 $M$ 、 $m$ 、 $a$ 和重力加速度 $g$ 表示为 $μ =$ 。

（4）如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于（填"偶然误差"或"系统误差"）。

超导体现象是 $20$ 世纪人类重大发现之一，目前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。
（1）超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零，这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面向上，逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，若此后环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向，并说明理由。
（2）为探究该圆环在超导状态的电阻率上限 $ρ$ ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为 $I$ ，并经一年以上的时间 $t$ 未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于 $∆ I$ 的电流变化，其中 $∆ I < < I$ ，当电流的变化小于 $∆ I$ 时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为 $S$ ，环中定向移动电子的平均速率为 $v$ ，电子质量为 $m$ 、电荷量为 $e$ 。试用上述给出的各物理量，推导出 $ρ$ 的表达式。
（3）若仍试用上述测量仪器，实验持续时间依旧为 $t$ ，为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限 $ρ$ 的准确程度更高，请提出你的建议，并简要说明实现方法。