Question

冬、春季節降水量少，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時海水倒灌，出現“咸潮”現象，使沿海地區的城市自來水的離子濃度增高，電阻率變小，水質受到影響。

某同學設計了一個監測河水電阻率的實驗。在一根均勻長玻璃管兩端分別裝上橡膠塞和鉑電極，如圖（1）所示，兩電極相距L=0.314 m，管內充滿待測的河水。安裝前用如圖（2）所示的游標卡尺測量玻璃管的內徑，結果如圖（3）所示。

為測管內河水電阻供選器材有：

電壓表V₁：量程15 V，內阻為30 kΩ

電壓表V₂：量程3 V，內阻為10 kΩ

電流表A₁：量程為0.6 A，內阻為0.6 Ω

電流表A₂：量程為150 mA，內阻為10 Ω

滑動變阻器甲：最大阻值為10 Ω，額定電流足夠大

滑動變阻器乙：最大阻值為1 kΩ，額定電流足夠大

電源E₁：電動勢15 V，內阻6 Ω

電源E₂：電動勢3 V，內阻2 Ω

開關、導線若干

該同學選用以上部分器材測出了9組數據，并在坐標系中標出，如圖（4）所示。

（1）測量玻璃管內徑時，應將圖（2）游標卡尺A、B、C三部分中的_______________部分與玻璃管內壁接觸（填代號），玻璃管內徑d=_______________mm。

（2）實驗時，所選的電壓表為_______________（填“V₁”或“V₂”）,所選的電流表為（填“A₁”或“A₂”）,所選的滑動變阻器為_______________（填“甲”或“乙”），所選的電源為_______________（填“E₁”或“E₂”）.

（3）畫出該實驗的原理圖。

（4）水的電阻ρ= Ω·m（保留兩位有效數字）

Answer 1

（1）A 6.70

（2）V₁ A₂ 甲 E₁

（3）如右圖

（4）0.011

解析：①測玻璃管內徑應選用A部分，d=6 mm+35×0.02 mm=6.70 mm。

②由于海水較金屬導體的導電性能差，為使電路中電流較大，便于測量，電源應選用電動勢較大的E₁，電壓表應選用V₁，由于測量電路電流較小，電流表應選用A₂。由于本實驗測量范圍較大且電壓從零開始調節，應選用分壓電路，滑動變阻器應選用阻值較小的甲，以便于調節。

③由U-I圖象可判斷管內河水電阻屬小電阻，應采用外接法，主電路應采用分壓式接法，電路如上圖所示。

④用直線連接U-I圖象中各測量點，不在直線上的點應均勻分布在直線兩側，則直線斜率表示管內河水電阻大小R，再利用R=ρ計算ρ的大小。