题目内容

9．在“测定金属的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地完成实验：
①除电源（电动势为4V，内阻很小）、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ），待测电阻丝（约3Ω）、导线、开关外，电流表应选用A1，滑动变阻器应选用R1（选填下列器材的字母符号）．
A．电流表A1（量程600mA，内阻约1Ω）  电流表A2（量程3A，内阻约0.02Ω）
B．滑动变阻器R1（总阻值10Ω）          滑动变阻器R2（总阻值100Ω）
②若用图1所示的电路测量金属丝的电阻，请根据电路图，在图2中进行连线．（注意两表量程的选用）
③若某次测量中，金属丝的长度为l，直径为D，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率ρ的计算式：ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4Il}$．

分析 ①根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，在保证安全的前提下，应选最大阻值较小的滑动变阻器；
②依据电流图可以连接实物；
③由欧姆定律可表示电阻值，再结合电阻定律$R=ρ\frac{L}{S}$可表示电阻率．

解答 解：①根据欧姆定律估算通过待测电阻的最大电流I=$\frac{U}{R}=\frac{4}{3}A=1.3A$，不到A2量程的$\frac{1}{2}$，所以不能用A2，其量程过大，故只能用A1，通过滑动变阻器来控制电流不超量程就行；滑动变阻器R2（总阻值100Ω）阻值过大，其调节很难控制，为方便实验调节，滑动变阻器应选R1．
②如图：
③电阻R=$\frac{U}{I}$，由电阻定律$R=ρ\frac{L}{S}$得电阻率：
ρ=$\frac{RS}{L}=\frac{πU{D}^{2}}{4Il}$．
故答案为：①A1；R1；
②如图  
③$\frac{{πU{D^2}}}{4Il}$．

点评 设计电学实验电路时需要估算，估算方式有：根据电流表量程估算电路中需要的最大电阻和最小电阻；根据给出的定值电阻估算电路中最大电流等．

练习册系列答案
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