题目内容

某研究性学习小组设计了如图所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系.图中E为直流电源,K为开关,K1为单刀双掷开关,V为电压表,A为多量程电流表,R为滑动变阻器,Rx为待测稀盐水溶液液柱.
(1)实验时,闭合K之前将R的滑片P置于
D
D
(填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,K1应置于位置
1
1
(填“1”或“2”).
(2)在一定条件下,用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如题所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中Rx的通电面积为20cm2,长度为20cm,用内接法测量Rx的阻值是3500Ω,则其电阻率为
35
35
Ω?m,由图中对应曲线
1
1
.(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为
0.015
0.015
%(结果保留2位有效数字).
分析:(1)为防止电压过大,要保证电压从零开始逐渐增加;电流表外接法时,电压表直接与待测电阻并联,电流表在并联电路外面;
(2)安培表内接法中,由于电压表的分压作用,电压测量值偏大,故电阻测量值偏大;安培表内接法中,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,故电阻测量值偏小;根据电阻定律求解出电阻率,再由图象得到对应的浓度.
解答:解:(1)为防止电压过大,要保证电压从零开始逐渐增加,故开始时滑片位于D点;
电流表外接法中,电流表位于电压表与电阻并联电路的外端,故单刀双掷开关应该位于1位置;
故答案为:D,1;
(2)根据电阻定律,有R=ρ
L
S
,解得ρ=
RS
L
=
3500Ω×(20×10-4m2)
20×0.01m
=35Ωm

安培表内接法电阻测量值偏大,故对应图象1;
由图象得到浓度约为0.015%;
故答案为:35,1,0.015 (0.014至0.016间的数据皆可).
点评:本题关键是明确测定电阻率的原理和误差来源,同时要会采用减小误差的接法,还要会结合图象分析问题.
练习册系列答案
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(2009?湘潭模拟)(1)为了验证碰撞中的动量守恒,某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球,按下述步骤做了如下实验:

A.用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2,且m1>m2).
B.按照如图1所示的那样,安装好实验装置.将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端.
C.先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置.
D.将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置.
E.用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图1中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF
根据该同学的实验,回答下列问题:
①小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图1中的
D
D
点,m2的落点是图中的
F
F
点.
②用测得的物理量来表示,只要满足关系式
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
m1
LE
=m1
LD
+m2
LF
,则说明碰撞中动量是守恒的.
(2)用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差.为了消除系统误差,某研究性学习小组设计了如图2所示的测量电路.
①请完成下列操作过程:
第一步:先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2合向a,然后闭合电键S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1
第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,
将单刀双掷开关S2合向b,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2
将单刀双掷开关S2合向b,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2

②根据以上记录数据写出被测电阻Rx的表达式Rx=
U1
I1
-
U2
I2
U1
I1
-
U2
I2

③根据实验原理图3连接好实物图.

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