题目内容

(8分)某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系。选取了一根乳胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验:
⑴该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻,有如下实验器材供选择:

A.直流电源:电动势12V,内阻很小,额定电流为1A; 
B.电流表A1:量程0~10mA,内阻约10Ω; 
C.电流表A2:量程0~600mA,内阻约0.5Ω; 
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ; 
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值5kΩ;
G.开关、导线等。
在可供选择的器材中,应选用的电流表是    (填“A1”或“A2”),应该选用的滑动变阻器是    (填“R1”或“R2”)。
⑵该小组已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接。

⑶握住乳胶管的两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表:
实验次数
 
1
 
2
 
3
 
4
 
5
 
6
 
长度L(cm)
 
20.0
 
25.0
 
30.0
 
35.0
 
40.0
 
45.0
 
电阻R(kΩ)
 
1.3
 
2.1
 
3.0
 
4.1
 
5.3
 
6.7
 
为了研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是        

⑴A1,R2
;⑶;L2

解析试题分析:⑴由于待测盐水柱的电阻粗测为几千欧,而提供的电源电动势只有12V,因此电路中的最大电流只有几毫安,故选用电流表A1;本实验的目的是测量盐水柱的电阻,因此从测出其阻值的角度分析,采用滑线变阻器的限流式接法和分压式接法均可,故此时需考虑节能,采用限流式接法,这时滑线变阻器是串联在电路中,要能在移动滑线变阻器滑片的过程中起到改变电路的电流(或待测盐水柱两端的电压)较明显的作用,应选用滑线变阻器R2
⑵由中分析可知,滑线变阻器应串联接在电路中,故需从其上接线柱中任选其一引线至待测盐水柱的左端接线柱,由于所用电压表的内阻约为15kΩ,与待测部分阻值相当(在同一数量级),而电流表的内阻约10Ω,与待测部分阻值相差两个数量级,故应采用电流表的内接法,以减小电表内阻引起的实验误差,所以从电压表的正接线柱引线至电流表的正接线柱,如下图所示。

根据图象可知,R与横轴量应成正比关系,又由表格所提供的数据可以分析出,此时横轴所表示的与长度L有关量应为长度L的平方,即L2
考点:本题主要考查了电阻的测量实验问题,涉及了仪器的选取、滑线变阻器的限流式与分压式接法、电流表的内外接法、实验数据的处理等知识,属于中档题。

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