题目内容
7.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.选取一根乳胶管,里面灌满了稀盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱X(电阻约为2kΩ).实验室中还提供如下实验器材:A.电压表V(量程4V,电阻约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0?40Ω,额定电流为1A)
E.滑动变阻器R2最大阻值1kΩ;
E.锂电池(电动势标E称值为3.7V)
F.开关S一只,导线若干
(1)为了测定盐水柱X的阻值,该小组同学设计了如图1所示的电路图,则电流表应该选择A2(填A1或A2),滑动变阻器应该选择R1(填R1或R2).
(2)为探究导电溶液的电阻在体积V相同时,电阻值与长度的关系.该小组同学通过握住乳胶管两端把它均匀拉长改变长度,多次实验测得稀盐水柱长度L、电阻R的数据如表:
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 |
②该小组同学根据①作出的图线求得斜率为k,测得导电溶液的体积为V,则电阻率ρ=kV.
分析 (1)根据电源电压、盐水的电阻求出通过盐水的最大电流,然后根据该电流选取电流表;为了便于操作,滑动变阻器应选最大值较小的;
(2)在正确实验过程中,盐水的体积不变,由电阻公式求出电阻的表达式,然后根据该表达式确定坐标轴表示什么物理量.
解答 解:(1)通过盐水的最大电流约为I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3.7}{2000}$=0.00185A=1.85mA,
则电流表可选:电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω);
为了便于操作,滑动变阻器应选最大值较小的:R1:最大阻值40Ω;
(2)在实验过程中,盐水的体积V保持不变,
因V=SL,则有盐水的横截面积S=$\frac{V}{L}$
盐水的电阻R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{{L}^{2}}{V}$
由此可知,电阻R与L2成正比,
横坐标表示的物理量是L2.
R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{{L}^{2}}{V}$
所以斜率k=$\frac{ρ}{V}$
所以ρ=kV
故答案为:(1)A2;R1;(2)①L2;②kV.
点评 实验器材的选取与实验电路的设计是本题的难点,要掌握实验器材的选取原则,难度适中.
练习册系列答案
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