Question

4．在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實驗中．金屬導(dǎo)體a、b、c、d在長度、橫截面、材料三個因素方面，b、c、d跟a相比，分別只有一個因素不同：b與a長度不同，c與a橫截面積不同，d與a材料不同．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的三種方案：

（1）在上述三種方案中，方案3（填“方案1”、“方案2“或“方案3”）不需要得出電阻的具體數(shù)值，能夠直接定量探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系；
（2）用多用電×1歐姆檔粗測導(dǎo)體a的阻值，指針位置如圖所示，則阻值為9Ω．
（3）上述方案中的滑動變阻器均采用限流式，現(xiàn)有兩個滑動變阻器：R₁：0～20Ω；R₂：0～2kΩ，實驗時應(yīng)選用R₁．（填“R₁”或“R₂”）
（4）利用方案2，測得金屬導(dǎo)體d的有關(guān)數(shù)據(jù)：長度100.00cm，直徑0.25mm，電壓2.42V，電流0.23A，則其電阻率為5.2×10^-7Ω•m．（保留兩位有效數(shù)字，不要漏寫單位）

Answer 1

分析 （1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用串并聯(lián)電路特點與歐姆定律分析答題．
（2）歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（3）在保證安全的前提下為方便實驗操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器，根據(jù)實驗器材分析答題．
（4）應(yīng)用電阻定律可以求出材料的電阻率．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，方案3中各電阻絲串聯(lián)，電壓表可以測出各電阻絲兩端電壓，
串聯(lián)電路電流處處相等，串聯(lián)各電阻兩端電壓與電阻阻值成正比，電阻兩端電壓越大，
電阻阻值越大，方案3可以根據(jù)電壓表示數(shù)大小比較出電阻阻值大小，不需要測出電阻的具體數(shù)值．
（2）用多用電×1歐姆檔測導(dǎo)體a的阻值，由圖示指針位置可知，阻值為：9×1=Ω．
（3）待測電阻絲電阻約為9Ω，兩個滑動變阻器規(guī)格為：R₁：0～20Ω；R₂：0～2kΩ，應(yīng)用滑動變阻器R₁即可方便實驗操作，也能測多組實驗數(shù)據(jù)，因此滑動變阻器需要選擇：R₁．
（4）電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fraczj1em1s{2}）^{2}}$，電阻率：ρ$\frac{πUnapxgr1^{2}}{4IL}$=$\frac{3.14×2.42×（0.25×1{0}^{-3}）^{2}}{4×0.23×1.0000}$≈5.2×10^-7Ω•m；
故答案為：（1）方案3；（2）9；（3）R₁；（4）5.2×10^-7Ω•m．

點評 本題考查了實驗數(shù)據(jù)處理，歐姆表指針示數(shù)為擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；在保證電路安全符合題目要求的前提下，為方便實驗操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器；求電阻率時要注意單位換算．