题目内容
5．
某同学做“测定金属丝的电阻率”实验．实验室提供了如下实验器材：A．电源电动势E（3V，内阻约1Ω）；
B．电流表A1（0～0.6A，内阻r1约5Ω）；
C．电流表A2（0～10mA，内阻r2=10Ω）；
D．电压表V（0～15V，内阻约3kΩ）；
E．定值电阻R0=290Ω；
F．滑动变阻器R1（0～5Ω，额定电流1A）；
G．滑动变阻器R2（0～150Ω，额定电流0.3A）；
H．开关，导线若干，待测金属丝Rx．
（1）请根据你选择的实验器材在方框内画出实验电路图并表明所选器材的字母代号．（待测金属丝的电阻约为几欧姆）
（2）如果所测金属丝的直径为d，接入电路金属丝的长度为L，电表A1、A2、V的读数分别用I1、I2、V1表示，根据你上面所设计的实验电路，所测金属丝的电阻的表达式为R=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，若所测金属丝的电阻值为R，所测金属丝电阻率的表达式为ρ=$\frac{π{d}^{2}R}{4L}$（用R、L、d表示）．
分析 根据实验原理与所给实验器材选择实验需要的实验器材，根据实验器材与实验目的设计实验原理图．
根据实验电路图应用欧姆定律求出电阻表达式，由电阻定律求出电阻率的表达式．
解答 解：（1）电压表量程为15V，电源电动势为3V，用电压表测电压误差太大，不能用电压表测电压，可以用内阻已知的电流表A2与定值电阻串联组成电压表测电压，电路最大电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{5}$=0.6A，电流表应选A1，
待测电阻丝阻值约为几Ω，电流表内阻约为5Ω，电压表内阻为10+290=300Ω，电压表内阻远大于电阻丝电阻，电流表应采用外接法，为测多组实验数据、方便实验操作，滑动变阻器应选择R1并采用分压接法，实验电路图如图所示：
（2）由电路图可知，电阻两端电压为：U=I2（R0+r2），
待测电阻阻值为：RX=$\frac{U}{{I}_{X}}$=$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，
电阻为：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，
则电阻率为：ρ=$\frac{π{d}^{2}R}{4L}$；
故答案为：（1）如上图所示；（2）$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{r}_{2}）}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，$\frac{π{d}^{2}R}{4L}$．
点评 本题考查了实验器材选择与实验电路设计，知道实验原理、知道实验器材的选择原则选择实验器材，然后设计实验电路．
练习册系列答案
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13．
如图所示电路，闭合开关，灯泡发光．若滑动变阻器R2的滑片P由b端向a端移动，关于灯泡L1、L2的亮度变化情况正确的是（ ）
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如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动．现使球从轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间，在之后运动的一小段时间内（ ）| A． | 小球的重力势能可能会减小 | B． | 小球的机械能可能不变 | ||
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17．
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在“测定金属的电阻率”的实验中