Question

（2012?汕頭一模）（1）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，為了安全、準(zhǔn)確、方便地完成實(shí)驗(yàn)：
①除電源（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻很�。�、電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），待測(cè)電阻絲（約3Ω）、導(dǎo)線、開關(guān)外，電流表應(yīng)選用

A

1

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

R

1

（選填   下列器材的字母符號(hào)）．
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(dòng)變阻器R₁（總阻值10Ω）          滑動(dòng)變阻器R₂（總阻值100Ω）
②若用如圖所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻，電壓表的左端應(yīng)與電路中的

b

點(diǎn)相連（選填“a”或“b”）．若某次測(cè)
量中，金屬絲的長(zhǎng)度為l，直徑為D，電壓表和電流表讀數(shù)分別為U和I，請(qǐng)用上述直接測(cè)量的物理量（D、l、U、I）寫出電阻率ρ的計(jì)算式：ρ=

π Ud 2

4IL

．
（2）如圖（a）為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．

①平衡小車所受的阻力的操作：取下

砝碼

，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)．如果打出的紙帶如圖（b）所示，則應(yīng)

減小

（減小或增大）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡

均勻（間隔相等）

為止．
②圖（c）為研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象，橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量．
設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為

1

K

，小車的質(zhì)量為

b

K

．

Answer 1

分析：（1）題需要根據(jù)歐姆定律估算通過待測(cè)電阻的最大電流來(lái)選擇電流表的量程；根據(jù)閉合電路歐姆定律估算電路中需要的最大電阻來(lái)選擇變阻器．（2）題關(guān)鍵是根據(jù)牛頓第二定律寫出

1

a

與小車上砝碼質(zhì)量m的表達(dá)式，然后結(jié)合斜率與截距概念求解即可．

解答：解：（1）①根據(jù)歐姆定律估算通過待測(cè)電阻的最大電流I=

U

R

=

3

3

=1A，只是

A

2

量程

1

3

，所以不能用

A

2

，只能用

A

1

，由閉合電路歐姆定律可估算出電路最大電阻

R

max

=

E

1 3 I   A

=

4

1 3 ×600 ×10 -3

=20Ω，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

R

1

．
②由于待測(cè)電阻

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，故電流表應(yīng)用外接法，所以電壓表的左端應(yīng)與電路中的b點(diǎn)相連，由R=

U

I

及R=

ρL

1 4 πd 2

可得ρ=

π Ud 2

4IL

．
（2）①平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)不掛砝碼（答沙桶或其他都不給分），打出的紙帶如圖b所示說(shuō)明小車加速運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)減小傾角，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔相等（均勻）為止．
②設(shè)小車質(zhì)量為

m

′

，小車受到外來(lái)為F，由牛頓第二定律有F=（

m

′

+m)a，可變形為

1

a

=

1

F

m+

1

F

m

′

，可見

1

a

-m圖象的斜率K=

1

F

，所以拉力F=

1

K

，縱軸截距b=

m ′

F

，所以小車

m

′

=bF，又拉力F=

1

K

，解得

m

′

=

b

K

．
故答案為（1）①

A

1

，

R

1

  ②b，

π Ud 2

4IL

．
        （2）①砝碼，減小，均勻（間隔相等），②

1

K

，

b

K

點(diǎn)評(píng)：設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)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．遇到涉及圖象的問題時(shí)，要先根據(jù)物理規(guī)律寫出關(guān)于縱軸與橫軸的函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)斜率和截距的概念求解即可．