题目内容
【题目】小华利用图1电路测量某种导电液体的电阻率,玻璃管的横截面积S=2×10-3 m2,通过K可以控制管内导电液体的长度,管两端接有导电活塞(电阻不计),右活塞固定,左活塞可在管内自由移动.实验器材如下:电源(电动势为12 V,内阻不计),两只相同的电压表V1、V2(量程为3 V,内阻足够大),电阻R1=400 Ω,电阻R2=1500 Ω,电阻箱R(0~9 999.9 Ω),单刀双掷开关S,刻度尺.
图1
(1) 小华的主要实验步骤如下:
①向玻璃管内注导电液体,用刻度尺测量液柱长度如图2所示,其长度L=________cm;
②连接好电路,把S拨到位置“1”,电压表V1的示数如图3所示,示数为U1=________V;
③将S拨到位置“2”,调节电阻箱使电压表V2的示数仍为U1,此时电阻箱的阻值R=300 Ω;
④求得管内液柱的电阻Rx=________Ω,导电液体的电阻率ρ=________Ω·m.(保留两位有效数字)
图2 图3
(2) 请指出小华实验的不足之处__________________________.
(3) 在实验步骤③中,若在小华调节电阻箱的过程中,无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体,则小华测得的电阻率ρ的值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4) 小清同学仍利用该装置进行实验,他通过K调节管内液柱长度,记录多组数据如表所示,绘制出关系图象后也可求出液体的电阻率ρ.请你在图4中绘制出此图象_____________.
物理量 次数 | R/102 Ω | /m-1 |
1 | 0.6 | 1.0 |
2 | 1.2 | 2.0 |
3 | 1.8 | 3.0 |
4 | 2.4 | 4.0 |
5 | 3.0 | 5.0 |
【答案】 19.95(在19.93~19.96之间均可) 2(2.0、2.00均可) 2000 20 未多次测量取平均值 不变 如图所示
【解析】(1)①液柱长度:19.95cm;②电压表V1的示数为U1=2.0V.
④由欧姆定律可知: ,解得Rx=2000Ω,根据,则 带入数据解得
(2)小华实验的不足之处:未多次测量取平均值.
(3)在实验步骤③中,若在小华调节电阻箱的过程中,无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体,则液柱长度减小,测得的电阻Rx减小,则则小华测得的电阻率ρ的值将不变.
(4)图像如图;