（2012•汕头一模）（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地完成实验：
①除电源（电动势为4V，内阻很小）、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ），待测电阻丝（约3Ω）、导线、开关外，电流表应选用
A
 
1
A
 
1
，滑动变阻器应选用
R
 
1
R
 
1
（选填   下列器材的字母符号）．
A．电流表A1（量程600mA，内阻约1Ω）  电流表A2（量程3A，内阻约0.02Ω）
B．滑动变阻器R1（总阻值10Ω）          滑动变阻器R2（总阻值100Ω）
②若用如图所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的
b
b
点相连（选填“a”或“b”）．若某次测
量中，金属丝的长度为l，直径为D，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率ρ的计算式：ρ=
π
Ud
2
 
4IL
π
Ud
2
 
4IL
．
（2）如图（a）为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．

①平衡小车所受的阻力的操作：取下
砝码
砝码
，把木板不带滑轮的一端垫高；接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图（b）所示，则应
减小
减小
（减小或增大）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹
均匀（间隔相等）
均匀（间隔相等）
为止．
②图（c）为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量．
设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为
1
K
1
K
，小车的质量为
b
K
b
K
．
分析：（1）题需要根据欧姆定律估算通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程；根据闭合电路欧姆定律估算电路中需要的最大电阻来选择变阻器．（2）题关键是根据牛顿第二定律写出
1
a
与小车上砝码质量m的表达式，然后结合斜率与截距概念求解即可．
解答：解：（1）①根据欧姆定律估算通过待测电阻的最大电流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
，由闭合电路欧姆定律可估算出电路最大电阻
R
 
max
=
E
1
3
I
 
A
=
4
1
3
×600
×10
-3
 
=20Ω，故滑动变阻器应选
R
 
1
．
②由于待测电阻
R
 
V
R
 
x
＞
R
 
x
R
 
A
，故电流表应用外接法，所以电压表的左端应与电路中的b点相连，由R=
U
I
及R=
ρL
1
4
πd
2
 
可得ρ=
π
Ud
2
 
4IL
．
（2）①平衡摩擦力时，应不挂砝码（答沙桶或其他都不给分），打出的纸带如图b所示说明小车加速运动，故应减小倾角，直到纸带上打出的点迹间隔相等（均匀）为止．
②设小车质量为
m
′
 
，小车受到外来为F，由牛顿第二定律有F=（
m
′
 
+m)a，可变形为
1
a
=
1
F
m+
1
F
m
′
 
，可见
1
a
-m图象的斜率K=
1
F
，所以拉力F=
1
K
，纵轴截距b=
m
′
 
F
，所以小车
m
′
 
=bF，又拉力F=
1
K
，解得
m
′
 
=
b
K
．
故答案为（1）①
A
 
1
，
R
 
1
  ②b，
π
Ud
2
 
4IL
．
        （2）①砝码，减小，均匀（间隔相等），②
1
K
，
b
K
点评：设计电学实验电路时需要估算，估算方式有：根据电流表量程估算电路中需要的最大电阻和最小电阻；根据给出的定值电阻估算电路中最大电流等．遇到涉及图象的问题时，要先根据物理规律写出关于纵轴与横轴的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可．
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