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16.國(guó)標(biāo)(GB/T)規(guī)定自來(lái)水在15℃時(shí)電阻率應(yīng)大于13Ω•m.某同學(xué)利用圖甲電路測(cè)量15℃自來(lái)水的電阻率,其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管,細(xì)管上加有閥門(mén)K以控制管內(nèi)自來(lái)水的水量,玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞(活塞電阻可忽略),右側(cè)活塞固定,左側(cè)活塞可自由移動(dòng).實(shí)驗(yàn)器材還有:
電源(電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻可忽略)
理想電壓表V1(量程為3V)
理想電壓表V2(量程為3V)
定值電阻R1(阻值4kΩ)
定值電阻R2(阻值2kΩ)
電阻箱R(最大阻值9999Ω)
單刀雙擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干,游標(biāo)卡尺,刻度尺.

實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A.用游標(biāo)卡尺測(cè)量并記錄玻璃管的內(nèi)徑d;
B.向玻璃管內(nèi)注滿自來(lái)水,確保無(wú)氣泡;
C.用刻度尺測(cè)量并記錄水柱長(zhǎng)度L;
D.把S撥到1位置,記錄電壓表V1示數(shù);
E.把S撥到2位置,調(diào)整電阻箱阻值,使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同,記錄電阻箱的阻值R;
F.改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度,重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D、E;
G.?dāng)嚅_(kāi)S,整理好器材.
(1)測(cè)玻璃管內(nèi)徑d時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙,則d=20.0mm.
(2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻Rx的表達(dá)式為Rx=R1R2R(用R1、R2、R表示).
(3)利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù),繪制出如圖丙所示的R-1L圖象.可求出自來(lái)水的電阻率ρ=12.6Ω•m(保留三位有效數(shù)字).

分析 (1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法,主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù).
(2)分別求出S接1和接2時(shí)電路的總電壓,利用并聯(lián)電壓相等列式,求出Rx;
(3)從圖丙讀出數(shù)據(jù),利用電阻定律求出電阻率ρ.

解答 解:(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為:2.0cm=20mm,游標(biāo)尺上第0個(gè)刻度和主尺上刻度對(duì)齊,所以最終讀數(shù)為:20.0mm;
(2)設(shè)把S撥到1位置時(shí),電壓表V1示數(shù)為U,則此時(shí)電路電流為UR1,總電壓U=URxR1+U
當(dāng)把S撥到2位置,調(diào)整電阻箱阻值,使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同也為U,則此時(shí)電路中的電流為UR,
總電壓U′=UR•R2+U,由于兩次總電壓相等,都等于電源電壓E,可得RxR1=R2R,
解得Rx=R1R2R; 
(3)從圖丙中可知,R=1×103Ω時(shí),1L=5.0m-1
此時(shí)玻璃管內(nèi)水柱的電阻Rx=R1R2R=8000Ω,
水柱橫截面積S=π(\fracbj7tx5122=3.14×10-4 m2,
由電阻定律R=\frac{ρL}{S}
 ρ=\frac{RS}{L}=8000×3.14×10-4×5Ω•m≈12.6Ω•m;
故答案為:(1)20.0;(2)\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{R};(3)12.6.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了游標(biāo)卡尺的讀數(shù),等效替代法測(cè)電阻,電阻定律以及對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析,解答本題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�,所有的步驟都為了測(cè)電阻率,所以要測(cè)量電阻、水柱橫截面積、水柱的長(zhǎng)度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.如圖所示,一光滑平行金屬軌道平面與水平面成θ角.兩軌道上端用一電阻R相連,該裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上.一質(zhì)量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端.若在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,金屬桿始終保持與軌道垂直且接觸良好,已知軌道與金屬桿的電阻均忽略不計(jì),則( �。�
A.整個(gè)過(guò)程中金屬桿所受合外力的功為零
B.上滑到最高點(diǎn)的過(guò)程中,金屬桿克服安培力與克服重力所做功之和等于\frac{1}{2}mv{\;}_{0}^{2}
C.上滑到最高點(diǎn)的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱等于\frac{1}{2}mv{\;}_{0}^{2}-mgh
D.金屬桿兩次通過(guò)斜面上的同一位置時(shí)電阻R的熱功率相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.如圖所示是氫原子的能級(jí)圖,現(xiàn)有大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷,所輻射的光子中,只有一種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),以下判斷正確的是( �。�
A.該光子一定是氫原子從激發(fā)態(tài)n=3躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光子
B.該光子一定是氫原子從激發(fā)態(tài)n=2躍遷到基態(tài)時(shí)輻射的光子
C.若氫原子從激發(fā)態(tài)n=3躍遷到低能級(jí),可輻射出3種頻率的光子
D.若氫原子從激發(fā)態(tài)n=4躍遷到基態(tài),輻射出的光子一定能使該金屬產(chǎn)生光線效應(yīng)
E.若氫原子從激發(fā)態(tài)n=4躍遷到低能級(jí),則會(huì)有三種光子使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù),與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體分子的平均動(dòng)能都有關(guān)
B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng),它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
C.當(dāng)兩分子間的引力和斥力平衡時(shí),分子勢(shì)能最小
D.如果氣體分子總數(shù)不變,使氣體溫度升高,則氣體分子的平均動(dòng)能一定增大,因此壓強(qiáng)也必然增大
E.晶體不一定具有各向異性

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

11.如圖所示,人造衛(wèi)星P(可看作質(zhì)點(diǎn))繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).在衛(wèi)星運(yùn)行軌道平面內(nèi),過(guò)衛(wèi)星P作地球的兩條切線,兩條切線的夾角為θ,設(shè)衛(wèi)星P繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),線速度為v,萬(wàn)有引力常量為G.下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.θ越大,T越大
B.θ越小,T越大
C.若測(cè)得T和θ,則地球的平均密度為ρ=\frac{3π}{{G{T^2}{{({tan\frac{θ}{2}})}^3}}}
D.若測(cè)得T和θ,則地球的平均密度為ρ=\frac{3π}{{G{T^2}{{({sin\frac{θ}{2}})}^3}}}

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.如圖所示,質(zhì)量mC=1kg的木塊C置于足夠長(zhǎng)的木塊B上,木板B的質(zhì)量mB=2kg,B、C用一輕彈簧相拴接,開(kāi)始時(shí)B、C靜止.木塊A的質(zhì)量mA=0.5kg,以v0=5m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)與B碰撞,碰后B的速度vB=2m/s,碰撞時(shí)間極短,接觸面均光滑.求:
(i)A、B碰撞后A的速度;
(ii)彈簧最長(zhǎng)時(shí)具有的彈性勢(shì)能(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.如圖a,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1,與副線圈相連的兩個(gè)燈泡完全相同、電表都為理想電表.原線圈接上如圖b所示的正弦交流電,電路正常工作.閉合開(kāi)關(guān)K后( �。�
A.電壓表示數(shù)增大B.電流表示數(shù)增大
C.變壓器的輸入功率增大D.經(jīng)過(guò)燈泡的電流頻率為25Hz

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖,用細(xì)線線拴住質(zhì)量分別為m1、m2的小球a、b并懸掛在天花板下,平衡時(shí)兩球心在同一水平面上且距天花板的距離為L(zhǎng).將a拉至水平位置后由靜止釋放,在最低位置時(shí)與b發(fā)生彈性正碰,若碰后兩球上升的最大高度相同.重力加速度為g.求:m1與m2的比值及碰后兩球各自的速度大�。�

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

6.小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象,用實(shí)驗(yàn)得
U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0
I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215
到如下數(shù)據(jù)(I和U分別小燈泡上的電流和電壓):
(1)在如圖1框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖.可用的器材有:電壓表、電流表、滑線變阻器(變化范圍0-10Ω)、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.

(2)在圖2中畫(huà)出小燈泡的U-I曲線.
(3)如圖3所示,用一個(gè)定值電阻R和兩個(gè)上述小燈泡組成串并聯(lián)電路,連接到內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為3V的電源上.已知流過(guò)電阻R的電流是流過(guò)燈泡b電流的兩倍,則流過(guò)燈泡b的電流約為0.07A.

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