题目内容
【题目】某学习小组想测量一种导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极 (接触电阻不计),两电极相距 L=0.700m,玻璃管的内径为 d=4.000mm,其间充满待测的导电溶液。实验所用器材如下:
电压表(量程 15V,内阻约 30kΩ); 电流表(量程 300μA,内阻约 50Ω); 滑动变阻器(100Ω,0.1A);
电池组(电动势 E=12V,内阻约 6Ω);
单 刀 单 掷 开 关 一 个 ;
导 线 若 干 。
(1)该小组先用欧姆表粗测溶液电阻,他们选择欧姆×100 挡,欧姆调零后测量结果如图 1 所示,为了使读数更精确些,接下来要进行的步骤是_________。
A.换为×10 挡,不重新欧姆调零就测量
B.换为×1k挡,不重新欧姆调零就测量
C.换为×10 挡,重新欧姆调零后再测量
D.换为×1k挡,重新欧姆调零后再测量
(2)根据欧姆表的粗测结果及可供选择的器材,学习小组设计了实验电路,下表是他们测量的数据。
U/V | 0 | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 |
I/μA | 0 | 22 | 65 | 109 | 155 | 175 | 240 |
由以上信息,你认为该研究小组设计的电路图是以下选项中的________,并根据电路图将图 2 甲实物图连线补充完整。
(3)根据表中数据在坐标图中已描点,请你在图 2 乙上作出U-I 图象,并根据图象求出电阻
R=_____Ω(保留两位有效数字)测量导电溶液的电阻率的表达式 ρ=________ (用题给物理量的符号表示)。
【答案】D C
【解析】
使用多用电表的欧姆档时,注意,每次变换档位需要调零;根据实验数据分析电压的变化特点,进而分析出电路的特征;根据图象中的斜率表示的含义计算出相关的物理量;根据电阻定律可得电阻率的表达式。
(1)从读数可以看出,电阻有些大,为了误差减小,应使用大档位测量,选择×1K档,然后欧姆调零,再次测量,故选D。
(2)数据可以看出,电压表数据曾经有过0的情况,所以需要选择分压式的接法,从数据中大概看出待测电阻和电压表的比较接近,所以采用电流表的内接法,C电路图符合要求,故选C。
(3)图象如图所示,图象的斜率等于待测电阻的阻值,通过图象可以计算出R=4.6×104Ω。
根据电阻定律,其中,整理计算可得:.