Question

在测定金属电阻率的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Ω．现通过以下实验测量该电阻丝的电阻率．

(1)用螺旋测微器测出电阻丝的直径为d．

(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材：

电压表V_l（量程0～3V，内阻约3kΩ）

电压表V₂（量程0～15V，内阻约15kΩ）

电流表A_l（量程0～100mA，内阻约5Ω）

电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）

滑动变阻器R₁（0～5Ω）

滑动变阻器R₂（0～1kΩ）

电源E（电动势为4.5V，内阻不计）

为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电流表应选__________，滑动变阻器应选__________．

(3)如图所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头，触头的另一端为接线柱c，当用手按下触头时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可在刻度尺上读出．实验中改变触头与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数I保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L与对应的电压U．请在下图中完成实验电路的连接，部分已连好的线不能改动．(要求：能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量)

(4)利用测量数据画出U—L图线，如图所示，其中（，)是U-L图线上的一个点的坐标．根据U—L图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标（，)计算得出电阻丝的电阻率ρ=__________．

Answer

A1 R1

【解析】（2）由于电源电动势为4.5V，所以电压表应选V1，根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为：，所以电流表应选A1；滑动变阻器应选R1，且应采用分压式接法；
（3）由于待测电阻满足RX2＜RARV，可知电流表应用外接法，又变阻器应采用分压式接法，连线图如图所示：

（4）根据欧姆定律应有： ，根据电阻定律应有： ，
联立得：，据函数斜率概念应有： ，解得： ；

点睛：解题时要注意掌握以下问题：①根据电动势大小选择电压表量程，根据通过待测电阻的最大电流选择电流表量程，根据电路中需要的最大电阻来选择变阻器；②当变阻器的全电阻远小于待测电阻或要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法；③当待测电阻满足RX2＜RARV时，电流表应用外接法．④遇到根据图象求解的问题，首先应根据物理规律写出公式，然后整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的函数表达式，然后根据斜率和截距的概念即可求解．