Question

從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量“金屬絲的電阻率”。要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能得到多組數據。

金屬絲（L）         長度為L­₀                直徑為D

電流表（A₁）        量程10mA                內阻r₁ = 40Ω

電流表（A₂）        量程500A             內阻r₂ = 750Ω

電壓表（V）         量程10V                 內阻10kΩ

電阻（R₁）          阻值為100Ω             起保護作用

滑動變阻器（R₂）    總阻值約20Ω

電池（E）           電動勢1.5V              內阻很小

開關（S）

導線若干

（1）在下列方框中畫出電路圖，并標明所用器材的代號。

（2）若選測量數據中的一組數據計算電阻率，則所用的表達式=            ，式中各符號的意義是                                            。

Answer 1

【解析】（1）因為電源電動勢E = 1.5V，而電壓表量程為10V，讀數不明顯，所以不選電壓表。已知內阻的電流表可測電壓，所以選用A₁或A₂測電壓，R₂的電阻約為20Ω，題中要求測多組數據，故采用分壓接法，電路圖如圖所示。

（2）因為

所以，得，式中：I₁為A₁的讀數，I₂為A₂的讀數，r₁為A₁的內阻，r₂為A₂的內阻，L₀為金屬絲的長度，D為金屬絲的直徑。

【答案】（1）如圖所示

（2）  I₁為A₁的讀數，I₂為A₂的讀數，r₁為A₁的內阻，r₂為A₂的內阻，L₀為金屬絲的長度，D為金屬絲的直徑

【點評】對電學實驗器材的選擇一般分兩步考慮，首先要根據實驗的要求設計好測量電路，選擇必要的相應的器材時要著重考慮準確性；然后設計供電電路，此時選擇相應的器材時要著重考慮安全性。