题目内容

临沂市某学校的课外活动小组，为了监测某处河水的水质，依据河水质量不同则离子含量不同的原理，将河水装入玻璃管中测定其电阻率．他们在一根长玻璃管的两端，安装两个外接导线电极，装满水后用橡皮帽封住，再连入电路进行测量，如图1所示．

（1）实验前已量得两电极间距离L=0.628m，再用游标卡尺（图2为游标卡尺的背面图）上的
A
A
处（填A、B、C）测量玻璃管的内径，则图3中读数为d=
6.70
6.70
mm．
（2）连接电路时，他们选用了以下仪器：电压表（量程15V、内阻300KΩ）
电流表（量程300μA、内阻50Ω）      滑动变阻器（最大阻值1KΩ）
电池组（电动势E=12V、内阻r=6Ω）   开关、导线若干
（a）由连成的测量电路，测出了包括（0，0）在内的9组电流I和电压U值，并已经标在了坐标纸上，如图4所示，请用铅笔在坐标纸上画出合理的图线．
（b）请在实物图5上，画出合理的连接导线（部分导线已画出）
（c）开关闭合前滑动变阻器的滑动片应先滑到
D
D
端（C或D）
（3）求得水的电阻率表达式为ρ=
πd2R
4L
，
πd2R
4L
，
，实验结果为ρ=
5.6Ω?m
5.6Ω?m
（保留两位有效数字）
分析：本题的关键在于游标卡尺的读数方法，整数部分应从游标尺的0刻度读起；关于伏安法测量电阻的实验，要注意当待测电阻阻值远小于电压表内阻是电流表应用外接法，当待测电阻与电压表内阻接近时，电流表应用内接法，本题显然水柱的电阻很大所以应用内接法；当滑动变阻器的全电阻较小时应用分压式接法，由于水柱的电阻很大即变阻器的电阻远小于待测电阻，所以变阻器应用分压式接法．
解答：解：（1）根据游标卡尺的应用可知，测量玻璃管内径时应用A部分测量，游标卡尺读数为d=6mm+35×0.02mm=6.70mm
（2）a、在坐标纸上画出U-I图线，如图1

b、本题水柱的电阻很大所以应用内接法；当滑动变阻器的全电阻较小时应用分压式接法，由于水柱的电阻很大即变阻器的电阻远小于待测电阻，所以变阻器应用分压式接法．如上图2：
c、开关闭合前应使变阻器的输出电压为零，故开关闭合前滑动变阻器的滑动片应先滑到D端．
（3）根据S=
1
4
πd2及R=
ρL
S
可解得ρ=
πd2R
4L
，可算出水的电阻率ρ=5.6Ω?m．
故答案为：（1）A，6.70．
（2）（a）如图1  
（b）如图2   
（c）D   
（3）ρ=
πd2R
4L
，5.6Ω?m．
点评：对实验问题，关键是明确实验原理，然后根据相应规律求解即可，要熟记伏安法测量电阻时电流表内接法与外接法选择的依据，以及滑动变阻器应采用分压式的几种情况：测量电路要求电流从零调，滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻阻值等．
练习册系列答案
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某学校的物理实验兴趣小组利用单摆和一个深度未知的小筒设计了如下实验来测量当地的重力加速度及小筒深度．将组装好的单摆竖直悬挂于开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示，用毫米刻度尺测出筒外悬线的长度l，然后将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，单摆振动过程中悬线不能碰到筒壁，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴．l为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g．
（1）在这个实验中，应该选用下列哪些材料组成单摆
AG
AG

A．长约1米的细线； B．长约1米的细铁丝；  C．长约1米的橡皮条
D．长约0.2米的细丝线    E．直径约为5厘米的钢球   F．直径约为5厘米的泡沫塑料球  G．直径约为1厘米的钢球  H．直径约为1厘米的塑料球
（2）如果实验中所得到的T2-l关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的
a
a
；
（3）由图象可知，小筒的深度h=
0.3
0.3
m；当地g=
9.62
9.62
m/s2．（g值保留3位有效数字）
（4）请你帮助该实验小组分析一下，g值偏小的主要原因是
l的测量应该是筒外悬线到小球中心的距离
l的测量应该是筒外悬线到小球中心的距离
．
（2）某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数，想出了很多方法．
①其中甲同学采用了如图4所示的装置进行实验，他使物块在重物的牵引下开始运动，当重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上．实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动，图5为他截取的一段纸带，记录了物块做匀减速运动过程的信息，1、2、3、4、5是他选取的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出．已知打点计时器电源的频率为50Hz．
根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度大小a=
 
m/s2（保留两位有效数字）．
若当地的重力加速度大小为9.8m/s2，则物块与桌面的动摩擦因数μ1=
 
（保留两位有效数字），该测量结果比动摩擦因数的真实值
 
（填“偏大”或“偏小”）．
②乙同学采用了如图6所示的另一套装置进行实验，使物块A位于水平桌面的O点时，重物B刚好接触地面．将A拉到P点，待B稳定后由静止释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s．改变h，重复以上的操作，分别测出以下几组实验数据．
1 2 3 4 5 6
h/cm 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
s/cm 9.5 12.5 28.5 39.0 48.0 56.5
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乙同学在图7中已标出第1、2、3、5、6组数据对应的坐标点，请你在图中标出第4组数据对应的坐标点，并画出s-h关系图线．
实验中测得A、B的质量之比mA：mB=4：5，则根据s-h图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数μ2=
 
．
临沂市某学校的课外活动小组,为了监测某处河水的水质,依据河水质量不同则离子含量不同的原理,将河水装入玻璃管中测定其电阻率.他们在一根长玻璃管的两端,安装两个外接导线电极,装满水后用橡皮帽封住,再连入电路进行测量,如图7所示.?

  　　　　  ?

     图7　　　　　　　　　　　图8?

（1）实验前已量得两电极间距离=0.628 m，再用游标卡尺（图8为游标卡尺的背面图）上的      处(填、、)测量玻璃管的内径,则图9中读数为=?   mm.?

图9

（2）连接电路时,他们选用了以下仪器:?

电压表(量程15 V、内阻300 kΩ)?

电流表(量程300 μA、内阻50 Ω)?

滑动变阻器(最大阻值1 kΩ)??

电池组(电动势=12 V、内阻=6 Ω)?

开关、导线若干?

(a)由连成的测量电路,测出了包括(0,0)在内的9组电流和电压值,并已经标在了坐标纸上,如图10所示,请用铅笔在坐标纸上画出合理的图线.?

图10

(b)请在实物图11上,画出合理的连接导线(部分导线已画出).?

图11

(c)开关闭合前滑动变阻器的滑动片应先滑到端_______(或).?

(3)求得水的电阻率表达式为=      ,实验结果为=      .(保留两位有效数字)?
临沂市某学校的课外活动小组，为了监测某处河水的水质，依据河水质量不同则离子含量不同的原理，将河水装入玻璃管中测定其电阻率．他们在一根长玻璃管的两端，安装两个外接导线电极，装满水后用橡皮帽封住，再连入电路进行测量，如图1所示．

（1）实验前已量得两电极间距离L=0.628m，再用游标卡尺（图2为游标卡尺的背面图）上的______处（填A、B、C）测量玻璃管的内径，则图3中读数为d=______mm．
（2）连接电路时，他们选用了以下仪器：电压表（量程15V、内阻300KΩ）
电流表（量程300μA、内阻50Ω）      滑动变阻器（最大阻值1KΩ）
电池组（电动势E=12V、内阻r=6Ω）   开关、导线若干
（a）由连成的测量电路，测出了包括（0，0）在内的9组电流I和电压U值，并已经标在了坐标纸上，如图4所示，请用铅笔在坐标纸上画出合理的图线．
（b）请在实物图5上，画出合理的连接导线（部分导线已画出）
（c）开关闭合前滑动变阻器的滑动片应先滑到______端（C或D）
（3）求得水的电阻率表达式为ρ=______，实验结果为ρ=______（保留两位有效数字）

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