Question

7．有一根金屬電阻絲的電阻約為30Ω，現(xiàn)通過以下實驗測量該金屬材料的電阻率．
（1）用螺旋測微器測量電阻絲直徑，其示數如圖1所示，則該電阻絲直徑的測量值d=0.182mm．
（2）實驗中能提供的器材有開關，若干導線及下列器材：
A．電壓表V₁（量程0～3V，內阻約3kΩ）
B．電壓表V₂（量程0～15V，內阻約15kΩ）
C．電流表A₁（量程0～100mA，內阻約5Ω）
D．電流表A₂（量程0～0.6A，內阻約0.1Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～10kΩ）
F．滑動變阻器R₂（0～1kΩ）
G．電源E（電動勢為4.5V，內阻不計）
（1）為了便于調節(jié)電路并能較準確地測出電阻絲的阻值，電壓表應選A，電流表應選C，滑動變阻器應選F．
（2）請將圖2中所示的實際測量電路補充完整．
（3）實驗中電壓表和電流表的讀數分別為U和I，用刻度尺測量金屬絲的長度為L，寫出測量金屬絲電阻率的表達式：ρ=$\frac{πUbzrtv7b^{2}}{4IL}$（用含U、I、L、d的代數式表示）．

Answer 1

分析 （1）根據電源電動勢選擇電壓表，根據電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作應選擇最大阻值較大的滑動變阻器．
（2）根據題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后連接實物電路圖．
（3）應用歐姆定律與電阻定律求出電阻率的表達式．

解答 解：（1）電源電動勢為4.5V，電壓表應選擇A；電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A=100mA，電流表應選擇C，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇F
（2）待測電阻阻值約為30Ω，電壓表內阻約為3kΩ，電流表內阻約為5Ω，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，由于滑動變阻器最大阻值小于待測電阻阻值，為測多組實驗數據，滑動變阻器可以采用分壓接法，電路圖如圖所示：

（3）金屬絲電阻：R=$\frac{U}{I}$=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracndhzhh5{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πUfdpzb5n^{2}}{4IL}$；
故答案為：（1）A；C；F（2）如圖所示；（3）$\frac{πUh7zr5vh^{2}}{4IL}$．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、連接實物電路圖、求電阻率的表達式，要掌握實驗器材的選擇原則，根據題意確定滑動變阻器與電流表的接法是連接實物電路圖的前提與關鍵．