23.
(14分)如图甲所示,
为一液体槽,
、
面为铜板,
、
面及底面为绝缘板,槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解,看作是一个定值电阻)。现用质量不计的细铜丝在下端固定一小铁球构成一单摆,铜丝的上端固定在
点,下端稍穿出铁球,当摆球在液体上方摆动时,细铜丝始终与导电液体接触(铜丝与液体间的阻力忽略不计),过
点的竖直线刚好在
边的垂直平分面上,在铜板
、
面上接上图示的电路。用DIS测得该电源路端电压U随外电阻R的变化规律见下表,已知R1=2Ω,R2=10Ω,滑动变阻器R3的总电阻为20Ω。
|
R(Ω) |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
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U(V) |
6 |
8 |
9 |
9.6 |
10 |
10.3 |
将电源负极和细铜丝的上端点分别连接到电压传感器。若将摆球拉离平衡位置,使其在垂直于
、
的竖直面内做简谐振动,把滑片P滑至M点,闭合开关
,通过电压传感器,经计算机得到图乙的波形。试求:
(1)该电源的电动势E和内阻r;
(2)单摆的摆长(取
约等于10);
(3)此导电液体的电阻。