2017～2018學年物理二輪專題卷（十三）說明：1．本卷主要考查電學實驗。2．考試時間60分鐘，滿分100分。1．(2017·內(nèi)蒙古聯(lián)考)某同學利用如圖甲所示的電路測量一多用電表電阻“×1k”擋所用電源的電動勢E和一電壓表的內(nèi)阻Rv.(約13kΩ)(1)先將多用電表進行機械調(diào)零，再將多用電表的選擇開關調(diào)到電阻“×1k”擋，之后進行歐姆調(diào)零．(2)將圖甲中多用電表的黑、紅表筆分別與__A__、__B__端相連．(選填“A”或“B”)(3)將圖甲中多用電表的黑、紅表筆與電壓表正確連接后，調(diào)節(jié)電阻箱，使多用電表指針位于表盤中央位置，此時電阻箱的阻值為R＝1kΩ，若此時多用電表、電壓表的示數(shù)分別如圖乙、圖丙所示，則電壓表的讀數(shù)為__1.40__V，電壓表的內(nèi)阻Rv＝__14__kΩ，多用電表內(nèi)部電源的電動勢E＝__3.0__V.【解析】(2)根據(jù)多用表內(nèi)部電路結構，可知多用電表的黑、紅表筆分別與A、B端相連．(3)多用電表歐姆調(diào)零時指針滿偏(即歐姆零刻度處)，由題圖乙得多用電表讀數(shù)為R0＝15kΩ，則電壓表的內(nèi)阻RV＝R0－R＝14kΩ，由題圖丙得電壓表的讀數(shù)U＝1.40V，多用電表歐姆調(diào)零后內(nèi)部的總電阻設為R1，則E＝IgR1，當多用電表表頭半偏時，有E＝eq\f(Ig,2)(R0＋R1)，U＝eq\f(Ig,2)RV，得E＝2U×eq\f(R1,RV)＝3.0V.2．(2017·湖南長沙一模)某實驗小組用如圖甲所示的電路來測量定值電阻R0的阻值及電源的電動勢和內(nèi)阻．(1)根據(jù)圖甲電路，將圖乙所示的實物圖連線補充完整．(2)實驗時用U1、U2、I分別表示電表V1、V2、A的讀數(shù)，定值電阻R0的計算表達式是R0＝eq\f(U1－U2,I)(用測得的物理量表示)，若實驗中的所有操作和數(shù)據(jù)處理無錯誤，實驗中測得R0的值__大于__實際值．(選填“大于”“等于”或“小于”)(3)將滑動變阻器的滑片P移動到不同位置時，記錄了U1、U2、I的一系列值．實驗小組在同一坐標上分別作出U1-I、U2-I圖線，則所作的圖線斜率絕對值較小的是__U1－I__圖線(填“U1-I”或“U2-I”)．若用該圖線來求電源電動勢E和內(nèi)阻r，且電表V2的內(nèi)阻極大，則引起系統(tǒng)誤差的主要原因是__電壓表V1分流__．【解析】(1)(2)定值電阻R0兩端電壓為U＝U1－U2，由歐姆定律可得定值電阻R0計算表達式為R0＝eq\f(U1－U2,I).由于電壓表的分流，定值電阻中的實際電流大于電流表讀數(shù)，所以測量值大于真實值．(3)U1－I圖線為電源的伏安特性曲線，其斜率絕對值表示電源內(nèi)阻；U2－I圖線為把定值電阻視為電源內(nèi)阻一部分的等效電源的伏安特性曲線，其斜率絕對值表示電源內(nèi)阻與定值電阻之和；所以所作圖線斜率絕對值較小的是U1－I圖線．若用該圖線來求電源的電動勢和內(nèi)阻，則引起實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表V1分流．3．(2017·福建質檢)為組裝一個測量小電阻的歐姆表，某同學設計了如圖電路．其中干電池的電動勢E＝1.5V、內(nèi)阻r＝0.5Ω，表頭G的量程Ig＝600μA，內(nèi)阻Rg＝500Ω，定值電阻R0＝1.0Ω，R1為滑動變阻器，Rx為被測電阻．(1)該同學首先將表頭G與R0并聯(lián)，改裝成一個新的電流表，則新電流表的量程I′g＝_0.3__A，內(nèi)阻R′g＝_1.0__Ω.(2)將表筆與被測電阻Rx斷開，閉合開關S，調(diào)節(jié)R1，使表頭指針滿偏．(3)保持R1阻值不變，將Rx接入電路，接入不同的Rx時表頭指針偏轉的角度不同，將表頭表盤的電流刻度改成相對應的電阻刻度，就可以用來測量電阻的大小，則原表頭表盤電流刻度0μA處對應的電阻刻度值應為_0__Ω，300μA處對應的電阻刻度值R與R′g的關系是R_<__R′x.(選填“>”“＝”或“<”)(4)干電池使用一段時間后，電動勢E幾乎不變，內(nèi)阻r變大，重新進行步驟(2)后，再用該歐姆表去測電阻，則測量結果R′x與被測電阻的真實阻值Rx之間的關系為R′x_＝__Rx.(選填“>”“＝”或“<”)【解析】(1)由電表的改裝原理可知，改裝后的電流的內(nèi)阻為Req\o\al(′,g)＝eq\f(RgR0,Rg＋R0)＝eq\f(500×1.0,500＋1.0)Ω≈1.0Ω，改裝后的電流表的量程為I′g＝Ig＋eq\f(IgRg,R0)＝600×10－6A＋eq\f(600×10－6×500,1.0)A≈0.3A．(3)當表盤的指針指在0μA時，說明改裝后的電表被短路，則被測電阻的阻值為零，則0μA所對應的電阻刻度值應為0Ω.由題意知電阻刻度值與電阻實際阻值大小相同，因為R接入電路后，電路總電阻變小，總電流增大，故通過R的電流大于R′g的電流，因此該刻度值R應小于R′g.(4)根據(jù)歐姆表的改裝原理可知，電表正常調(diào)零時應有I′g＝eq\f(E,r＋R′g＋R1)，當電池的內(nèi)阻變大調(diào)零時有I′g＝eq\f(E,r＋R′g＋R′1)，所以r＋R1＝r′＋R′1，可知電阻的測量值與真實值比較將不變．4．(2017·青海西寧四校聯(lián)考)(1)如圖甲所示為某校興趣小組通過電流傳感器和計算機來測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗電路，其中R0為定值電阻，R為可調(diào)節(jié)的電阻箱，電流傳感器與計算機(未畫出)相連．該小組成員通過實驗記錄下電阻箱的阻值R和相應的電流值I，通過變換坐標，經(jīng)計算機擬合得到如圖乙所示圖象，則該圖象選取了eq\f(1,I)為縱軸，由圖乙中圖線可得該電源的電動勢為_4.5__V.(2)現(xiàn)有三個規(guī)格相同的小燈泡，標稱值為“2.5V0.6A”，每個小燈泡的I－U特性曲線如圖丙所示，將它們與圖甲中電源按圖丁所示的電路相連，閉合開關后，A燈恰好正常發(fā)光，則電源的內(nèi)阻r＝_2.5__Ω，圖甲中定值電阻R0＝_2__Ω.【解析】(1)由閉合電路歐姆定律可知，I＝eq\f(E,R＋R0＋r)；要與R形成一次函數(shù)關系，則縱坐標只能取eq\f(1,I)，則有eq\f(1,I)＝eq\f(R,E)＋eq\f(R0＋r,E)，則題圖乙中圖線的斜率為k＝eq\f(1,E)，則有E＝4.5V．(2)由(1)知eq\f(R0＋r,E)＝1A－1，則有R0＋r＝4.5Ω.燈泡正常發(fā)光的電流為0.6A，則B、C兩燈的電流均為0.3A，由題圖丙可知，B、C兩燈兩端的電壓為0.5V，故路端電壓U＝2.5V＋0.5V＝3V，則內(nèi)阻r＝eq\f(4.5－3,0.6)Ω＝2.5Ω，定值電阻R0＝4.5Ω－2.5Ω＝2Ω.5．(2017·江西名校質檢)可將光能轉換為電能的硅光電池已經(jīng)得到了廣泛的應用．某同學利用如圖甲所示的器材探究在一定光照強度下硅光電池的路端電壓U與總電流I的關系．電表視為理想電表．(1)在圖甲中實物圖上用筆畫線代替導線進行連接．(2)用一定強度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的U－I圖象如圖乙所示，由此可知在該光照強度下，硅光電池內(nèi)阻_不是__(選填“是”或“不是”)常數(shù)，短路電流為_0.295(0.293～0.297)__mA，電動勢為_2.68(2.66～2.69)__V．(結果保留三位有效數(shù)字)(3)若將R＝10kΩ的電阻接在該硅光電池兩極上，用同樣強度的光照射該硅光電池，則該電阻消耗的功率為_3.0×10－4(2.9×10－4～3.1×10－4)__W，此時該硅光電池的內(nèi)阻為_5.4(5.2～5.6)__kΩ.(結果保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)實物連線圖如圖所示．(2)由實驗得到的該硅光電池的U－I圖象可知，該硅光電池的U－I曲線不是直線，故該硅光電池內(nèi)阻不是常數(shù)．圖線在橫軸的截距表示短路電流，即短路電流為0.295mA，圖線在縱軸的截距表示電動勢，即電動勢為2.68V．(3)在題圖乙中作出R＝10kΩ的電阻的U－I曲線，兩圖線的交點P對應的縱坐標為電壓U＝1.74V，橫坐標為電流I＝0.174mA，該電阻消耗的功率P＝UI＝3.0×10－4W．由閉合電流歐姆定律E＝U＋Ir，解得此時該硅光電池的內(nèi)阻為r＝eq\f(E－U,I)＝eq\f(2.68－1.74,0.174)kΩ＝5.4kΩ.6．(2017·河北二校模擬)某實驗小組想通過實驗研究水果電池的電動勢和內(nèi)阻．他們制作了一個蘋果電池進行研究，了解到水果電池的內(nèi)阻可能比較大，設計了一個如圖甲所示的實物電路進行測量．(1)請按圖甲中所示實物圖在方框內(nèi)畫出電路圖．(電源用“”表示)(2)測定水果電池的電動勢和內(nèi)阻，所用的器材有①蘋果電池E：電動勢約為1V；②電壓表V：量程1V，內(nèi)阻Rv＝3kΩ；③電阻箱R：最大阻值9999Ω；④開關S，導線若干．(3)實驗步驟如下：①按電路圖連接電路；(為電路安全，先將電阻箱的電阻調(diào)到最大值)②閉合開關S，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電壓表的示數(shù)U和電阻箱相應的阻值R，并計算出對應的eq\f(1,R)與eq\f(1,U)的值，如下表所示；R/Ω900060005000400030002000R－1/(×10－4Ω－1)1.11.72.02.53.35.0U/V0.530.500.480.460.43aU－1/V－11.92.02.12.22.3b③以eq\f(1,U)為縱坐標，eq\f(1,R)為橫坐標，將計算出的數(shù)據(jù)描繪在坐標紙內(nèi)，作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線；④計算得出水果電池的電動勢和內(nèi)阻．請回答下列問題Ⅰ.實驗得到的部分數(shù)據(jù)如上表所示，其中當電阻箱的電阻R＝2000Ω時電壓表的示數(shù)如圖乙所示．讀出數(shù)據(jù)，完成上表．答：a_0.37_V__b_2.7_V－1__Ⅱ.請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖丙中作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線．Ⅲ.根據(jù)eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線求得該水果電池的電動勢E＝_1.0(0.9～1.1均可)__V，內(nèi)阻r＝_2.0×103(1.8×103～2.2×103均可)__Ω.【解析】(3)Ⅰ.由圖示電壓表可知，電壓表的最小分度值為0.2V，示數(shù)為0.37V，eq\f(1,U)＝eq\f(1,0.37)V－1≈2.7V－1.Ⅱ.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線，如圖乙所示．Ⅲ.在閉合電路中，E＝U＋Ir＝U＋eq\f(U,\f(RVR,RV＋R))r，解得eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,3000)＋eq\f(1,E).eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線的斜率k＝eq\f(r,E)，圖象的截距b＝eq\f(r,E)·eq\f(1,3000)＋eq\f(1,E)，由以上可解得E＝1.0V，r＝2.0×103Ω.【答案】(1)電路圖如圖甲所示(電阻箱的符號表示不正規(guī)的酌情給分)(3)Ⅱ.圖線如圖乙所示7．(2017·云南七校聯(lián)考)某同學想在實驗室測量電壓表V1的內(nèi)阻．(1)他先用多用電表的歐姆“×1k”擋測量，如圖甲所示，該讀數(shù)為__6_kΩ__；為了更準確地測量電壓表V1的內(nèi)阻，實驗室提供的實驗器材如下：A．待測電壓表V1(量程為0～3V)B．電壓表V2(量程為0～9V，內(nèi)阻約為9kΩ)C．滑動變阻器R1(最大阻值為20Ω，額定電流為1A)D．滑動變阻器R2(最大阻值為20kΩ，額定電流為0.1A)E．定值電阻R3(阻值為6kΩ)F．定值電阻R4(阻值為10kΩ)G．電源(電動勢為9V，內(nèi)阻約為1Ω)H．開關一個、導線若干(2)若滑動變阻器采用分壓接法，請你根據(jù)該同學可能的電路設計幫他連接圖乙中的實物圖．(3)滑動變阻器應選擇__C__，定值電阻應選擇__E__.(填相應器材前字母)(4)某次實驗時電壓表V1，和電壓表V2的讀數(shù)分別為U1和U2，則電壓表V1內(nèi)阻RV1的表達式為RV1＝eq\f(U1R3,U2－U1)；用該表達式所得的電壓表V1內(nèi)阻的測量值與真實值相比__相等__．(選填“偏大”“偏小”或“相等”)【解析】解決本題時應明確兩點：①電壓表實質上相當于一個可以顯示自身電壓的大電阻；②內(nèi)阻確定的電壓表也可以當電流表使用．(1)多用電表的讀數(shù)為6kΩ.(2)由題圖乙可知，電壓表V2測量定值電阻和電壓表V1兩端的電壓，為測量電壓表V1的內(nèi)阻，應將定值電阻與電壓表V1串聯(lián)．(3)若采用如圖所示的電路，滑動變阻器采用分壓接法，應選擇阻值較小的R1，這樣便于調(diào)節(jié)；定值電阻應該選擇阻值與電壓表內(nèi)阻相當?shù)腞3.(4)由電路的特點及歐姆定律可知U2＝eq\f(U1,RV1)R3＋U1，解得RV1＝eq\f(U1R3,U2－U1)，由于電壓表V1和電壓表V2所測的電壓均為真實值，故電壓表V1的內(nèi)阻的測量值等于真實值．【答案】(2)如圖所示8．(2017·山西名校聯(lián)考)某物理興趣小組的同學想利用實驗室器材測量某一粗細均勻的金屬導線的電阻率ρ，以如圖甲所示的方式用毫米刻度尺測量金屬導線的直徑d，然后設計好電路圖進行實驗測其電阻Rx，已知實驗室中有下列備用的器材：A．電源E(3V，內(nèi)阻約為1Ω)B．電壓表V(10V，內(nèi)阻r約為5kΩ)C．電流表A1(0.6A，內(nèi)阻r1＝5Ω)D．電流表A2(3A，內(nèi)阻r2約為1Ω)E．定值電阻R1＝5Ω，定值電阻R2＝30ΩF．開關S，導線若干(1)該金屬導線的直徑d＝__1.25(1.23～1.27均可)__mm.(2)某同學截取了長度為L的金屬導線，首先利用多用電表的歐姆擋粗測其阻值，下列操作或說法中正確的是__CD__.A．測量前檢查指針是否停在左端的電流“0”刻度位置，如不在，則要進行歐姆調(diào)零B．若用歐姆表“×1”擋測量，指針恰好在刻度30～50的正中間，則待測金屬導線的電阻為40ΩC．若用歐姆表“×10”擋測量，指針偏轉角度過大，應換成“×1”擋D．每次改變不同倍率，測量前歐姆擋都要重新進行歐姆調(diào)零(3)為了較準確地測量金屬導線的電阻Rx，小組同學共同設計了如圖乙所示的電路圖，其中a表應選用__A1__，b表應選用__A2__.(選填“A1”或“A2(4)定值電阻R0應選用__R1__.(選填“R1”或“R2(5)閉合開關S，記下電表甲、乙的讀數(shù)I1、I2，最后得電阻率ρ＝eq\f(πd2I1r1,4LI2－I1).(用d、L及電表相關量的字母來表示)【解析】(1)由題圖甲可知10匝金屬導線的總長度是1.25cm，則該金屬導線的直徑R＝eq\f(1.25,10)cm＝1.25mm.(2)測量前檢查指針是否停在左端的電流“0”刻線位置，如不在，則要進行機械調(diào)零，故選項A錯誤；若用歐姆表“×1”擋測量，指針恰好在刻度30～50的正中間，由于歐姆表刻度線不均勻，左密右疏，故待測金屬導線的電阻小于40Ω，故選項B錯誤；指針偏轉角度過大，說明電阻擋選擇過大，應換小擋位進行測量，故選項C正確；歐姆表測量電阻時，每次換擋都要重新進行歐姆調(diào)零，故選項D正確．(3)由于電流表A1內(nèi)阻確定，并與待測電阻并聯(lián)，可用來測待測金屬導線的電阻Rx兩端的電壓，用電流表A2測得的電流減去電流表A1測得的電流就是流過待測金屬導線的電流，根據(jù)歐姆定律就可求出其阻值，故a表應選用電流表A1，b表應選用電流表A2.(4)整個回路中電流不能超過0.6A，而電動勢為3V，因此總電阻應略大于5Ω，而電源內(nèi)阻約為1Ω，因此定值電阻R0應選R1，既可保證電流不超過電流表量程，也保證電流表讀數(shù)準確．(5)待測金屬導線兩端的電壓U＝I1r1，流過待測金屬導線的電流I＝I2－I1，因此Rx＝eq\f(I1r1,I2－I1)，由Rx＝ρeq\f(L,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)，即電阻率ρ＝eq\f(πd2I1r1,4LI2－I1).(I1為電流表A1示數(shù)，I2為電流表A2示數(shù)，r1為電流表A1內(nèi)阻，L為金屬導線長度)9．(2017·陜西咸陽模擬)發(fā)光二極管(LED)是一種被廣泛應用到顯示器、照明等各領域的非純電阻元器件，它把電能轉化為光能和熱能．某興趣小組為探究工作電壓是“1.4～4V”、最大正向直流電流是“5～20mA”的LED管的I－U曲線，并依此實驗計算發(fā)光二極管效率達最大時其電阻和輻射的光功率，設計了如圖甲所示的實驗電路．實驗室備有以下器材電流表A1：量程0～25mA，內(nèi)阻約為50Ω；電流表A2：量程0～200mA，內(nèi)阻約為10Ω；電壓表V：量程0～5V，內(nèi)阻約為102kΩ；滑動變阻器R1：阻值范圍0～15Ω，最大電流1A；滑動變阻器R2：阻值范圍0～1kΩ，最大電流100mA；直流電源E：輸出電壓6V，內(nèi)阻不計；開關S、導線若干．(1)為了提高實驗結果的準確性，電流表應選擇__A1__；滑動變阻器應選用__R1__.(以上填器材代號)(2)實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)描點繪出了如圖乙所示的I－U圖象，而發(fā)光二極管(LED)的效率η與通過二極管的電流I的關系曲線如圖丙所示．其中發(fā)光二極管的效率η是指輻射的全部光功率P與供給發(fā)光二極管的電功率的比值．則發(fā)光二極管效率達最大時其電阻RL＝__106.7___Ω，輻射的光功率P＝__5.76×10－3__W.【解析】(1)由于發(fā)光二極管中電流為5～20mA，為了提高實驗結果的準確性，電流表應該選擇量程為0～25mA的A1.由于實驗電路采用滑動變阻器分壓接法，滑動變阻器應該選擇阻值范圍小的R1.(2)根據(jù)題圖丙，發(fā)光二極管效率達到最大時對應的電流為6mA，根據(jù)題圖乙電流為6mA對應的電壓為1.6V，發(fā)光二極管輸入功率P＝UI＝9.6×11－3W，由η＝eq\f(P光,P)×100%，解得Φ＝P光＝P×60%＝5.76×10－3W．由于發(fā)光二極管是非純電阻元件，故不能用R＝eq\f(U,I)求解二極管的電阻，發(fā)光二極管效率最大時P熱＝P－P光＝3.84×10－3W，由P熱＝I2RL，解得RL＝106.7Ω.10．(2017·河北保定調(diào)研)某同學從下列給出的實驗器材中選擇了部分器材，設計了能夠測量電流表G1內(nèi)阻r1的電路，如圖甲所示．可供選擇的器材如下：A．待測電流表G1(量程為0～1mA，內(nèi)阻約為300Ω)B．電流表G2(量程為0～10mA，內(nèi)阻約為30Ω)C．定值電阻一(阻值為30Ω)D．定值電阻二(阻值為200Ω)E．滑動變阻器一(阻值范圍為0～1000Ω)F．滑動變阻器二(阻值范圍為0～20Ω)G．干電池E(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻很小)H．開關S及導線若干(1)為盡可能準確地測量電流表G1的內(nèi)阻并能測得多組數(shù)據(jù)，電路中定值電阻R0應選__C__，滑動變阻器R應選__F__.(填寫器材前面的字母序號)(2)請根據(jù)電路圖甲用筆畫線代替導線，在圖乙中將實物圖補充完整．(3)實驗步驟如下：①連接電路；(為電路安全，先將滑動變阻器滑片P調(diào)到左端)②閉合開關S，移動滑片P至某一位置，記錄G1和G2的示數(shù)，分別記為I1和I2；③多次移動滑片，記錄各次G1和G2的讀數(shù)I1和I2；實驗過程中某次電流表G1的示數(shù)如圖丙所示，請將其讀數(shù)填在下面的表格中；I1/mA00.150.240.400.550.64_0.75__I2/mA01.62.54.05.66.57.6④以I1為縱軸，I2為橫坐標，將最后一個點描繪在圖丁的坐標紙中并作出I1-I2圖線(用直線擬合)．根據(jù)圖線斜率k及定值電阻R0，得到待測電流表G1的內(nèi)阻表達式為r1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k)－1))R0(用k、R0表示)，其數(shù)值大小為__270__Ω.(計算結果保留三位有效數(shù)字)【解析】(1)電流表G2的滿偏電流為10mA，G1的滿偏電流為1mA，內(nèi)阻約為300Ω，由串并聯(lián)電路的特點可知R0約為30Ω，則R0應選C；由于滑動變阻器以分壓式接入電路，因此滑動變阻器應選擇阻值較小的F.(2)根據(jù)電路圖將實物連接，如圖甲所示．(3)由電流表的讀數(shù)規(guī)則可知該電表的讀數(shù)為0.75mA；將表中的數(shù)據(jù)描繪在坐標系中，連接的圖線如圖乙所示；由電路連接特點可知I1＝eq\f(R0,R0＋r1)I2，則k＝eq\f(R0,R0＋r1)，解得r1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,k)－1))R0，由圖線可知斜率k＝0.1，則r1＝270Ω.【答案】(2)如圖甲所示(3)④如圖乙所示11．(2017·河北石家莊二中模擬)在某次實驗大賽中，需要設計一電路來測量“金屬絲的電阻率”，提供的器材如下表所示．實驗要求方法簡捷，且盡可能提高測量精度.序號器材說明①金屬絲(L)長度為L0，直徑為D，阻值約10Ω②電流表(A1)量程10mA，內(nèi)阻r1＝30Ω③電流表(A2)量程500μA，內(nèi)阻r2＝800Ω④電壓表(V)量程為10V，內(nèi)阻為10kΩ⑤電阻(R1)阻值為100Ω，起保護作用⑥滑動變阻器(R2)總阻值約10Ω⑦電源(E)電動勢1.5V，內(nèi)阻很小⑧開關(S)⑨導線若干(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為__0.400__mm.(2)該同學設計了如圖乙所示的電路，并測得金屬絲直徑D，長度為L0，接入電路后，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該金屬絲的電阻率的表達式為ρ＝eq\f(πUD2,4IL0).(3)實驗時，該同學發(fā)現(xiàn)自己設計的電路無法實現(xiàn)要求，請你幫他設計電路，除了序號為①⑥⑦⑧⑨的器材外，還需要的器材為__②③⑤__(填寫序號)，請在方框中畫出你所設計的實驗電路圖．【解析】(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則，測量金屬絲的直徑讀數(shù)為0.400mm.(2)由歐姆定律知金屬絲電阻R＝eq\f(U,I)，由電阻定律，R＝ρeq\f(L0,S)，S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(