Question

冬、春季节降水量少，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高，电阻率变小，水质受到影响。

某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。在一根均匀长玻璃管两端分别装上橡胶塞和铂电极，如图（1）所示，两电极相距L=0.314 m，管内充满待测的河水。安装前用如图（2）所示的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图（3）所示。

为测管内河水电阻供选器材有：

电压表V₁：量程15 V，内阻为30 kΩ

电压表V₂：量程3 V，内阻为10 kΩ

电流表A₁：量程为0.6 A，内阻为0.6 Ω

电流表A₂：量程为150 mA，内阻为10 Ω

滑动变阻器甲：最大阻值为10 Ω，额定电流足够大

滑动变阻器乙：最大阻值为1 kΩ，额定电流足够大

电源E₁：电动势15 V，内阻6 Ω

电源E₂：电动势3 V，内阻2 Ω

开关、导线若干

该同学选用以上部分器材测出了9组数据，并在坐标系中标出，如图（4）所示。

（1）测量玻璃管内径时，应将图（2）游标卡尺A、B、C三部分中的_______________部分与玻璃管内壁接触（填代号），玻璃管内径d=_______________mm。

（2）实验时，所选的电压表为_______________（填“V₁”或“V₂”）,所选的电流表为（填“A₁”或“A₂”）,所选的滑动变阻器为_______________（填“甲”或“乙”），所选的电源为_______________（填“E₁”或“E₂”）.

（3）画出该实验的原理图。

（4）水的电阻ρ= Ω·m（保留两位有效数字）

Answer 1

（1）A 6.70

（2）V₁ A₂ 甲 E₁

（3）如右图

（4）0.011

解析：①测玻璃管内径应选用A部分，d=6 mm+35×0.02 mm=6.70 mm。

②由于海水较金属导体的导电性能差，为使电路中电流较大，便于测量，电源应选用电动势较大的E₁，电压表应选用V₁，由于测量电路电流较小，电流表应选用A₂。由于本实验测量范围较大且电压从零开始调节，应选用分压电路，滑动变阻器应选用阻值较小的甲，以便于调节。

③由U-I图象可判断管内河水电阻属小电阻，应采用外接法，主电路应采用分压式接法，电路如上图所示。

④用直线连接U-I图象中各测量点，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧，则直线斜率表示管内河水电阻大小R，再利用R=ρ计算ρ的大小。