Question

13．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，所用金屬電阻絲的電阻約為30Ω，現通過以下實驗測量該金屬材料的電阻率．實驗中能提供的器材有開關、若干導線及下列器材：
電壓表V₁（量程0～3V，內阻約3kΩ）；
電壓表V₂（量程0～15V，內阻約15kΩ）；
電流表A₁（量程0～100mA，內阻約5Ω）；
電流表A₂（量程0～0.6A，內阻約0.1Ω）；
滑動變阻器R₁（0～10Ω）；
滑動變阻器R₂（0～1kΩ）；
電源E （電動勢為4.5V，內阻不計）．
①為了便于調節電路并能較準確的測出電阻絲的阻值，電壓表應選V₁，電流表應選A₁．
②利用滑動變阻器的分壓式電路，改變電阻絲的測量長度和進行多次測量，測量數據畫出U-L圖線，如圖所示，其中（L₀，U₀）是U-L圖線上的一個點的坐標．根據U-L圖線，用電阻絲的直徑d、電流I和坐標（L₀，U₀）可計算得出電阻絲的電阻率ρ=$\frac{πp9vv5xb5^{2}{U}_{0}}{4I{L}_{0}}$．（用所給字母表示）

Answer 1

分析 ①根據電壓表量程選擇電源，根據電路最大電流選擇電流表，在保證電路安全的前提下，應選最大阻值較小的滑動變阻器；
②根據電阻定律和歐姆定律求出電阻率的表達式．

解答 解：①由于電源E，電動勢為4.5V，若選用電壓表V₂則讀數誤差較大，所以電壓表應選V₁；
由于電路中的最大電流為：I_m=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{30}$=0.1A=100mA，所以電流表應選A₁；
②電阻：R=ρ$\frac{L}{S}$得：ρ=$\frac{RS}{L}$=$\frac{πp9vv5xb5^{2}R}{4L}$，又有R=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$，得：ρ=$\frac{πp9vv5xb5^{2}{U}_{0}}{4I{L}_{0}}$；
故答案為：①V₁；A₁；②$\frac{πp9vv5xb5^{2}{U}_{0}}{4I{L}_{0}}$．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、求電阻率，要掌握實驗器材的選擇原則，應用電阻定律可以求出電阻率．