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精英家教网某同学要测定自来水的电阻率,他先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,电极间装满密封的待测自来水.其他器材(如图所示)包括:
电压表(量程15V,内阻约30kΩ);电流表(量程300mA,内阻约50Ω);滑动变阻器(0~100Ω,允许最大电流1A);电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);开关一个、导线若干.
他设计电路并测出两电极问的电压U和电流I,下表为U和I的实验数据.
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
(1)试根据表中的数据计算水柱的电阻R:
 
kΩ.(保留两位有效数字)
(2)请在图示的实物图上画出连线,完成该同学的电路设计.
(3)如果测出水柱的长度L、玻璃管的内径d和水柱的电阻R,则自来水电阻率的表达式为ρ=
 
.(用符号表示)
分析:(1)根据表中实验数据,由欧姆定律可以求出水柱的电阻.
(2)根据水柱电阻与滑动变阻器电阻间的关系确定滑动变阻器的接法,根据水柱电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法,然后作出电路图.
(3)由电阻定律联求出电阻率的表达式.
解答:精英家教网解:(1)由欧姆定律R=
U
I
求出各组数据所对应的电阻阻值,然后求各电阻阻值的平均值,得水柱的电阻R=46kΩ;
(2)水柱电阻约为46kΩ远大于滑动变阻器电阻,滑动变阻器应采用分压式接法;
水柱电阻远大于电流表内阻,电流表应采用内接法,电路图如图所示;
(3)由电阻定律得:R=ρ
L
S
L
(
d
2
)2
4L
d2
,则电阻率ρ=
Rd2
4L

故答案为:(1)46;(2)电路图如图所示;(3)
Rd2
4L
点评:本题考查了求电阻、电阻率、连接实物电路图等问题,确定滑动变阻器与电流表的接法是正确连接电路图的前提与关键.
练习册系列答案
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(1)某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”.图(甲)所示,他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳,测出拉力F;用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度v.已知小车质量为200g.精英家教网
①某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图(乙)所示,速度v随位移s变化规律如图(丙)所示,数据如表格.利用所得的F-s图象,求出s=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=
 
J,此过程动能的变化△EK=
 
J(保留2位有效数字).
s/m F/N v/m′s-1
0.30 1.00 0.00
0.31 0.99 0.31
0.32 0.95 0.44
0.35 0.89 0.67
0.40 0.81 0.93
0.45 0.70 1.10
0.52 0.60 1.30
②指出下列情况可减小实验误差的操作是
 
(填选项前的字母,可能不止一个选项)
A.使拉力F要远小于小车的重力;
B.实验时要先平衡摩擦力;
C.要使细绳与滑板表面平行.
(2)某研究性学习小组在学完“测定金属丝电阻率”实验后,想利用下列器材测定自来水的电阻率:
器材(代号) 规格
电流表(A1
电流表(A2
电压表(V1
电压表(V2
滑动变阻器(R)
直流电源(E)
开关(S)、导线若干
毫米刻度尺、游标卡尺
多用电表
一节两端可封住的绝缘PVC水管
量程0~1mA,内阻约为50Ω
量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω
量程0~3V,内阻约为10kΩ
量程0~15V,内阻约为50kΩ
阻值范围0~50Ω,允许最大电流0.5A
输出电压15V,内阻不计
①用毫米刻度尺测量如图(甲)所示的一段自来水管上两接线柱间距离为L;
②用游标卡尺测量水管内径为d,如图(乙)所示的读数为
 
mm;
③用多用电表测量两接线柱间装满自来水电阻约20kΩ;
④为提高实验结果的准确程度,电流表应选用
 
,电压表应选用
 
(以上均填器材代号);
⑤为了达到上述目的,某同学设计出正确的电路原理图并按电路图连接好实物图如(丙)图所示.接通电路后,当调节滑动变阻器的滑动片时,发现电压表、电流表有示数但几乎不变,请指出哪一根导线发生了断路?
 
(只要填写图中导线字母代号);
⑥若实验电路中电流表示数为I,电压表示数为U,可求得自来水的电阻率ρ=
 
.(用以上测得的物理量符号表示)
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(2011?蚌埠模拟)Ⅰ.为了探究平抛运动的规律,某同学采用图示的装置进行实验,他用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球松开,自由下落,由此实验结果可以得出的结论是
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,
若增大打击金属片的力度,上述结论将
仍然
仍然
(填“不”或”仍然”)成立.
Ⅱ.某实验小组利用图示的装置来验证加速度与物体质量的关系.实验时,平衡摩擦后,将两辆小车拉至木板尾端附近后释放,动力系统拉着两小车做匀加速运动,打点计时器使在纸带上打出一列点,根据打出的纸带求出两小车的加速度a1、a2

(1)若纸带l如下图所示,A、B、C、D为相邻的四个记数点,每两个记数点之间还有四个点来标出.电源频率为50Hz.则小车1的加速度为
0.70
0.70
 m/s2(保留两位小数).
(2)求出a1、a2后,还需要测量的量为
钩码重力mg、小车质量m1、m2
钩码重力mg、小车质量m1、m2
(用文字和符号表示).需要验证的公式为
mg=m1a1+m2a2
mg=m1a1+m2a2
(用求出的量和测出的量表示)

Ⅲ.某同学要测定自来水的电阻率,他先在一根均匀的长玻璃管两端备装了一个电极,电极间装满待测的自来水.其他器材包括(如图):
电压表(量程I5V.内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA.内阻约50Ω);
滑动变阻器(100Ω,1A);
电池组(电动终E=12V.内阻r=6Ω);
开关一个、导线若干.,
他测出水柱的长度L、玻璃管的内径d,设计电路并测出两电极间的电压U和电流I.下表为U和I实验数据
U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 22 65 109 155 190 240
(1)请在图示的实物图上画出连线.完成该同学的电路设计.
(2)自来水电阻率的表达式为ρ=
πUd2
4ρIL
πUd2
4ρIL
(用符号投示).
Ⅰ.为了探究平抛运动的规律,某同学采用图示的装置进行实验,他用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球松开,自由下落,由此实验结果可以得出的结论是______若增大打击金属片的力度,上述结论将______(填“不”或”仍然”)成立.
Ⅱ.某实验小组利用图示的装置来验证加速度与物体质量的关系.实验时,平衡摩擦后,将两辆小车拉至木板尾端附近后释放,动力系统拉着两小车做匀加速运动,打点计时器使在纸带上打出一列点,根据打出的纸带求出两小车的加速度a1、a2

(1)若纸带l如下图所示,A、B、C、D为相邻的四个记数点,每两个记数点之间还有四个点来标出.电源频率为50Hz.则小车1的加速度为______ m/s2(保留两位小数).
(2)求出a1、a2后,还需要测量的量为______(用文字和符号表示).需要验证的公式为______(用求出的量和测出的量表示)

Ⅲ.某同学要测定自来水的电阻率,他先在一根均匀的长玻璃管两端备装了一个电极,电极间装满待测的自来水.其他器材包括(如图):
电压表(量程I5V.内阻约30kΩ);
电流表(量程300μA.内阻约50Ω);
滑动变阻器(100Ω,1A);
电池组(电动终E=12V.内阻r=6Ω);
开关一个、导线若干.,
他测出水柱的长度L、玻璃管的内径d,设计电路并测出两电极间的电压U和电流I.下表为U和I实验数据
U/V1.03.05.07.09.011.0
I/μA2265109155190240
(1)请在图示的实物图上画出连线.完成该同学的电路设计.
(2)自来水电阻率的表达式为ρ=______(用符号投示).

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