Question

7．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）按圖1所示的電路圖測(cè)量金屬絲的電阻R₁（阻值約為15Ω），實(shí)驗(yàn)中除去開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供下列器材：電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）
電流表A₁（量程0～200mA，內(nèi)阻約3Ω）
電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）
滑動(dòng)變阻器R₁（0～50Ω）
滑動(dòng)變阻器R₂（0～200Ω）
電源E（電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）
為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選A₁，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．（選填器材的名稱符號(hào)）
（2）若通過(guò)測(cè)量可知，金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，通過(guò)金屬絲的電流為I，金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率ρ=$\frac{πUsunyb6a^{2}}{4IL}$．（用題目所給字母和通用數(shù)學(xué)符號(hào)表示）
（3）在按圖1電路測(cè)量金屬絲電阻的實(shí)驗(yàn)中，將滑動(dòng)變阻器R₁、R₂分別接入實(shí)驗(yàn)電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置，以R表示滑動(dòng)變阻器可接入電路的最大阻值，以R_P表示滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，以U表示Rx兩端的電壓值．在圖2中U隨$\frac{{R}_{P}}{R}$變化的圖象可能正確的是A．（圖線中實(shí)線表示接入R₁時(shí)的情況，虛線表示接入R₂時(shí)的情況）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分析電路中的最大電流，則可以選擇電流表；本實(shí)驗(yàn)中兩滑動(dòng)變阻器阻值均大于待測(cè)電阻，故可以采用限流接法；根據(jù)方便調(diào)節(jié)的性質(zhì)選擇變阻器；
（2）根據(jù)歐姆定律可求得電阻，再根據(jù)電阻定律可求得電阻率；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對(duì)應(yīng)的電壓與電阻的關(guān)系，則由排除法可以得出對(duì)應(yīng)的圖象．

解答 解：（1）電源電動(dòng)勢(shì)為3V，待測(cè)電阻阻值約為15Ω，故最大電流約為200mA；故電流表選擇A₁；由電路圖可知，實(shí)驗(yàn)中采用了限流接法，為了調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器略大于待測(cè)電阻即可；故滑動(dòng)變阻器選擇R₁；
（2）由電阻定律得：R=$\frac{U}{I}$=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac0blhr1k{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πUilwyvth^{2}}{4IL}$；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有U=$\frac{E}{{R}_{P}+{R}_{X}}$R_X=$\frac{E}{\frac{{R}_{P}}{{R}_{\;}}R+{R}_{X}}$R_X，
則說(shuō)明在R和R_x不變時(shí)，U與$\frac{{R}_{P}}{R}$不是一次函數(shù)關(guān)系，故只能是曲線；故CD錯(cuò)誤；
當(dāng)R分別為R₁和R₂時(shí)，由公式可知，R越大，在相同的$\frac{{R}_{P}}{R}$前提下，U將越小，故只有A正確；故選：A．
故答案為：（1）A₁；R₁；（2）$\frac{πU73hpt5w^{2}}{4IL}$；（3）A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量導(dǎo)體電阻率的實(shí)驗(yàn)，要注意正確分析題目中給出的物理量，從面確定出可用的儀表； 題中同時(shí)注意應(yīng)用電學(xué)中的基本規(guī)律分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并能靈活分析圖象；本題中由于無(wú)法直接用公式確定圖象，則可以通過(guò)排除法進(jìn)行分析確定．