Question

11．某實驗小組的同學自測量水的電阻率時采用了如下步驟：

（1）在長方體水槽中裝入一定量的水，并將寬度與水槽相同的兩金屬電極a、b緊貼著水槽前、后壁插入到槽底，測得水槽寬d=4.60cm、水深h=4.00cm，a、b板之間的距離L=7.35cm．為測定槽內(nèi)水的電阻，同學們拿出了如圖甲所示的四種電路方案（滑動變阻器R₀=20Ω），其中正確的是B．
（2）由于實驗中發(fā)生電解水的現(xiàn)象，實驗值不準確，解集的辦法是分別在靠近金屬板a、b處插入探針e、f，并將電壓表接在e、f上（如圖乙所示）．采用這種方法測水的電阻仍有較大誤差，其測量值較真實值偏小（選填“偏大”或“偏小”）
（3）在老師的幫助下，實驗小組采用了如圖丙所示的電路，滑動變阻器R₁=200Ω、R₂=10Ω，R₃是電阻箱，G是靈敏電流計，實驗操作如下：將R₀調(diào)到合適位置，R₃調(diào)到最大，閉合兩個開關，反復調(diào)節(jié)R₁的滑片位置，直至電流計示數(shù)為零時，電壓表的示數(shù)即為e、f兩點之間的電壓．
（4）改變R₀的位置重復實驗（3），測得電壓表和電流表對應的示數(shù)如表所示，請在如圖所給的坐標紙上畫出槽張水的伏安特性曲線，并由水的伏安特性曲線求出槽中水的電阻R=4.0Ω，水的電阻率為ρ=0.11Ωm．

次數(shù)	電壓U（V）	電流I（mA）
1	4.10	1.0
2	3.30	0.8
3	2.50	0.6
4	1.63	0.4
5	0.83	0.2

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給定的滑動變阻器及電表可以確定滑動變阻器接法以及電流表接法，從而選出正確的電路
（2）根據(jù)實驗電路可明確誤差來自由電壓表的分流，從而導致電流表示數(shù)偏大，則由歐姆定律可知，結果偏小．
（3）根據(jù)圖丙可明確實驗原理，從而找出正確測量電壓的方法；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出對應的U-I圖象，再根據(jù)歐姆定律及電阻定律可求得電阻及電阻率．

解答 解：（1）因滑動變阻器阻值較小，故不能有效控制電路中的電流；故應采用滑動變阻器分壓接法；同時因水的電阻率較小，電阻較��；故為了減小誤差，應采用電流表外接法；故應選用B電路；
（2）因采用的是電流表外接法，雖然不必考慮電解情況，但電流表中的電流仍然偏大；則由歐姆定律可知，電阻值偏�。�
（3）由題意可知采用圖丙電路后，若能使電流計中電流為零，則說明電解液中沒有電解發(fā)生，此時電壓表示數(shù)為真實電壓；故應調(diào)節(jié)R₁的滑片，使G中示數(shù)為零；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)采用描點法可得出對應的圖象如圖所示；
由圖可知，R=$\frac{4.1-0.83}{1-0.2}$=4.0Ω；
則由R=$\frac{ρL}{S}$可得：
ρ=$\frac{RS}{L}$=$\frac{4×0.046×0.044}{0.0735}$=0.11Ωm；
故答案為：（1）B；（2）偏�。�（3）R₁的滑片位置；電流計示數(shù)為零；（4）4.0；0.11Ω•m

點評 本題考查伏安法測電阻的實驗，要注意掌握實驗原理，明確分壓接法以及電流表內(nèi)外接法的正確選擇以及誤差分析；要注意明確實驗原理及電路圖給出的提示．