Question

9．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，為了安全、準(zhǔn)確、方便地完成實驗：
①除電源（電動勢為4V，內(nèi)阻很�。�、電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），待測電阻絲（約3Ω）、導(dǎo)線、開關(guān)外，電流表應(yīng)選用A₁，滑動變阻器應(yīng)選用R₁（選填下列器材的字母符號）．
A．電流表A₁（量程600mA，內(nèi)阻約1Ω）  電流表A₂（量程3A，內(nèi)阻約0.02Ω）
B．滑動變阻器R₁（總阻值10Ω）          滑動變阻器R₂（總阻值100Ω）
②若用圖1所示的電路測量金屬絲的電阻，請根據(jù)電路圖，在圖2中進行連線．（注意兩表量程的選用）
③若某次測量中，金屬絲的長度為l，直徑為D，電壓表和電流表讀數(shù)分別為U和I，請用上述直接測量的物理量（D、l、U、I）寫出電阻率ρ的計算式：ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4Il}$．

Answer 1

分析 ①根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器；
②依據(jù)電流圖可以連接實物；
③由歐姆定律可表示電阻值，再結(jié)合電阻定律$R=ρ\frac{L}{S}$可表示電阻率．

解答 解：①根據(jù)歐姆定律估算通過待測電阻的最大電流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，其量程過大，故只能用A₁，通過滑動變阻器來控制電流不超量程就行；滑動變阻器R₂（總阻值100Ω）阻值過大，其調(diào)節(jié)很難控制，為方便實驗調(diào)節(jié)，滑動變阻器應(yīng)選R₁．
②如圖：
③電阻R=$\frac{U}{I}$，由電阻定律$R=ρ\frac{L}{S}$得電阻率：
ρ=$\frac{RS}{L}=\frac{πU{D}^{2}}{4Il}$．
故答案為：①A₁；R₁；
②如圖  
③$\frac{{πU{D^2}}}{4Il}$．

點評 設(shè)計電學(xué)實驗電路時需要估算，估算方式有：根據(jù)電流表量程估算電路中需要的最大電阻和最小電阻；根據(jù)給出的定值電阻估算電路中最大電流等．