题目内容

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
A1
,滑动变阻器应选用
R1
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若用如图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的
b
b
点相连(选填“a”或“b”).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=
πUD2
4Il
πUD2
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根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法;根据欧姆定律与电阻定律求出电阻率的表达式.
解答:解:①根据欧姆定律估算通过待测电阻的最大电流I=
U
R
=
3V
=1A,只是A2量程的
1
3
,所以不能用A2,只能用A1
为方便实验操作,滑动变阻器应选R1
②由于待测电阻
RV
R
R
RA
,故电流表应用外接法,所以电压表的左端应与电路中的b点相连,
电阻R=
U
I
,由电阻定律R=ρ
L
S
得:电阻率ρ=
RS
l
=
US
Il
=
Uπ(
D
2
)2
Il
=
πUD2
4Il

故答案为:①A1;R1②b;
πUD2
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.
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