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1.在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学所测的金属导体的形状如图甲所示,其横截面为空心的等边三角形,外等边三角形的边长是内等边三角形边长的 2 倍,内三角形为中空.为了合理选用器材设计测量电路,他先用多用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图乙,则读数应记为6Ω.

现利用实验室的下列器材,精确测量它的电阻 R,以便进一步测出该材料的电阻率 ρ:
A.电源E(电动势为3V,内阻约为1Ω)
B.电流表A1(量程为0∽0.6A,内阻r1 约为1Ω)
C.电流表A2(量程为0∽0.6A,内阻r2=5Ω)
D.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R0
E.开关S,导线若干

(1)请在图丙虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图.
(2)先将R0调至最大,闭合开关S,调节滑动变阻器R0,记下各电表读数,再改变R0进行多次测量.在所测得的数据中选一组数据,用测量量和已知量来计算R时,若A1的示数为I1,A2的示数为I2,则该金属导体的电阻 R=$\frac{{I}_{2}{r}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$.
(3)该同学用直尺测量导体的长度为L,用螺旋测微器测量了外三角形的边长 a.测边长a时,螺旋测微器读数如图丁所示,则a=5.662 mm.用已经测得的物理量 R、L、a 等可得到该金属材料电阻率的表达式为ρ=$\frac{3\sqrt{3}R{a}^{2}}{16L}$.

分析 欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数;
(1)根据实验原理与实验器材作出电路图.
(2)根据电路图应用串并联电路特点与欧姆定律求出金属导体的电阻.
(3)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数;应用电阻定律可以求出电阻率的表达式.

解答 解:用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,由图乙所示表盘可知,读数为:6×1=6Ω.
(1)由题意可知,没有电压表,可以用已知内阻的电流表A2与待测电阻并联测电压,
用未知内阻的电流表测电流电流,实验电路图如图所示:
(2)待测电阻阻值:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{2}{r}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$;
(3)由图示螺旋测微器可知,其示数为:5.5mm+16.2×0.01mm=5.662mm,
导体横截面积:S=$\frac{1}{2}$a×asin60°-$\frac{1}{2}$•($\frac{1}{2}$a)×($\frac{1}{2}$a)sin60°=$\frac{3\sqrt{3}}{16}$a2
由电阻定律可知:R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{\frac{3\sqrt{3}}{16}{a}^{2}}$,
则电阻率为:ρ=$\frac{3\sqrt{3}R{a}^{2}}{16L}$;
故答案为:6;(1)电路图如图所示;(2)$\frac{{I}_{2}{r}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$; (3)5.662;$\frac{3\sqrt{3}R{a}^{2}}{16L}$.

点评 本题考查了欧姆表与螺旋测微器读数、设计电路图,要掌握常用器材的使用及读数方法,螺旋测微器需要估读;在没有电压表时可以用已知内阻的电流表测电压.

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自然风输入功率50W
小风扇额定电压50V
正常工作时小风扇的机械功率42W
A.小风扇线圈电阻为8Ω
B.电热丝正常工作时电阻为2A
C.变压器两线圈的匝数比n1:n2=22:5
D.触片P与触点b、c接触时,电吹风吹热风

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A.大于6 m/sB.等于6 m/s
C.小于6 m/sD.条件不足,无法计算

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(1)圆盘的角速度ω1多大时,细线才开始有拉力?
(2)圆盘的角速度由ω1继续增大,分析说明 P、Q所受的摩擦力及细线的拉力的变化情况.
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