(2012?懷化三模)冬春季節(jié)降水量小,廣東沿海附近江河水位較低,漲潮時海水倒灌,出現(xiàn)所謂“咸潮”現(xiàn)象,使沿海地區(qū)的城市自來水的離子濃度增高,水質(zhì)受到影響.
為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗.在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極,如圖 (a)所示,兩電極相距L=0.314m,其間充滿待測的河水.安裝前他用如圖(b)游標(biāo)卡尺(圖為卡尺的背面)測量玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖(c)所示.

他還選用了以下儀器:量程15V、內(nèi)阻約300kΩ的電壓表,量程300μA、內(nèi)阻可忽略不計的電流表,最大阻值1kΩ的滑動變阻器,電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組,開關(guān)等各一個,以及導(dǎo)線若干.圖(d)為根據(jù)他測得的包括坐標(biāo)為(0,0)的點在內(nèi)的9組電流I、電壓U的值所畫的I-U圖線.
根據(jù)以上材料完成以下問題:
(1)測量玻璃管內(nèi)徑時,對應(yīng)圖(b)中的游標(biāo)卡尺中的A、B、C三部分中的哪一部分與玻璃管內(nèi)壁接觸
A
A
(填代號A或B或C);
(2)玻璃管的內(nèi)徑d=
6.70
6.70
mm;
(3)水的電阻率ρ=
11
11
Ω?m;(結(jié)果取兩位有效數(shù)字)
(4)如圖(e)中的儀器實物部分已連線,將其他部分連接成能測出圖(d)數(shù)據(jù)的實物連接圖;
(5)開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)先滑至
A
A
端.(填寫A或B)
分析:本題的關(guān)鍵在于游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法,整數(shù)部分應(yīng)從游標(biāo)尺的0刻度讀起,而本題0刻度線沒有露出是本題的難點,可以反推出游標(biāo)尺的0刻度線位置,然后再讀即可;關(guān)于伏安法測量電阻的實驗,要注意當(dāng)待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻是電流表應(yīng)用外接法,當(dāng)待測電阻與電壓表內(nèi)阻接近時,電流表應(yīng)用內(nèi)接法,本題顯然水柱的電阻很大所以應(yīng)用內(nèi)接法;當(dāng)滑動變阻器的全電阻較小時應(yīng)用分壓式接法,由于水柱的電阻很大即變阻器的電阻遠小于待測電阻,所以變阻器應(yīng)用分壓式接法.
解答:解:(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的使用方法可知,測量玻璃管內(nèi)徑時,應(yīng)圖(2)中的游標(biāo)卡尺中的A、B、C三部分中的A與玻璃管的內(nèi)徑接觸.
(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=6mm+35×0.02mm=6.70mm
(3)在坐標(biāo)圖中畫出U-I圖線如圖1所示,由U-I圖象可求出水柱電阻R=
△U
△I
=
12
120×10-6
=1.0×105Ω,
再根據(jù)S=
πd2
4
及R=
ρL
S
可解得ρ=
πRd2
4L
,可算出水的電阻率ρ=11Ω?m.

(4)根據(jù)U-I圖象可知電流從零開始,所以滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法,由于水柱的電阻遠大于電流表內(nèi)阻,
所以電流表應(yīng)用外接法,實物連線圖如圖2所示.

(5)為保護電流表,開關(guān)閉合前,滑片應(yīng)滑到A端.
故答案為(1)A;(2)6.70;(3)如圖所示,11Ωm;(4)如圖所示;(5)A.
點評:對實驗問題,關(guān)鍵是明確實驗原理,然后根據(jù)相應(yīng)規(guī)律求解即可,要熟記伏安法測量電阻時電流表內(nèi)接法與外接法選擇的依據(jù),以及滑動變阻器應(yīng)采用分壓式的幾種情況:測量電路要求電流從零調(diào),滑動變阻器的全電阻遠小于待測電阻阻值等.
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F′
F′
(填上述字母)不是由彈簧秤直接測得的;若F與F′的
大小
大小
基本相等,
方向
方向
基本相同,說明共點力合成的平行四邊行定則得到了驗證.

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vBdS
RS+ρd
)2R
.調(diào)節(jié)可變電阻的阻值,根據(jù)上面的公式或你所學(xué)過的物理知識,可求得可變電阻R消耗電功率的最大值為( 。

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