Question

（2012?汕頭一模）（1）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，為了安全、準確、方便地完成實驗：
①除電源（電動勢為4V，內阻很�。�、電壓表V（量程3V，內阻約3kΩ），待測電阻絲（約3Ω）、導線、開關外，電流表應選用

A

1

，滑動變阻器應選用

R

1

（選填   下列器材的字母符號）．
A．電流表A₁（量程600mA，內阻約1Ω）  電流表A₂（量程3A，內阻約0.02Ω）
B．滑動變阻器R₁（總阻值10Ω）          滑動變阻器R₂（總阻值100Ω）
②若用如圖所示的電路測量金屬絲的電阻，電壓表的左端應與電路中的

b

點相連（選填“a”或“b”）．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=

π Ud 2

4IL

．
（2）如圖（a）為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．

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；接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動．如果打出的紙帶如圖（b）所示，則應

減小

（減小或增大）木板的傾角，反復調節，直到紙帶上打出的點跡

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量的關系”時所得的實驗圖象，橫坐標m為小車上砝碼的質量．
設圖中直線的斜率為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

，小車的質量為

b

K

．

Answer 1

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

1

a

與小車上砝碼質量m的表達式，然后結合斜率與截距概念求解即可．

解答：解：（1）①根據歐姆定律估算通過待測電阻的最大電流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，故滑動變阻器應選

R

1

．
②由于待測電阻

R   V

R   x

＞

R   x

R   A

，故電流表應用外接法，所以電壓表的左端應與電路中的b點相連，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，應不掛砝碼（答沙桶或其他都不給分），打出的紙帶如圖b所示說明小車加速運動，故應減小傾角，直到紙帶上打出的點跡間隔相等（均勻）為止．
②設小車質量為

m

′

，小車受到外來為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

點評：設計電學實驗電路時需要估算，估算方式有：根據電流表量程估算電路中需要的最大電阻和最小電阻；根據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，要先根據物理規律寫出關于縱軸與橫軸的函數表達式，再根據斜率和截距的概念求解即可．