Question

17．液體能導(dǎo)電也有電阻，為探究導(dǎo)電溶液的電阻選取了一根乳膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱．進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）該小組將鹽水柱作為純電阻，粗測(cè)其電阻約為幾千歐．現(xiàn)采用伏安法測(cè)鹽水柱的電阻，有如下實(shí)驗(yàn)器材供選擇：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻很小，額定電流為1A；
B．電流表A₁：量程0～10mA，內(nèi)阻約10Ω；
C．電流表A₂：量程0～600mA，內(nèi)阻約0.5Ω；
D．電壓表V：量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值5kΩ； G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等
在可供選擇的器材中，應(yīng)選用的電流表是A₁（填“A₁”或“A₂”），應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）該小組已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你在如圖1實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接．
（3）已知導(dǎo)電鹽水柱的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑如圖所示，d=1.05cm，則鹽水柱的電阻率的表達(dá)式為$\frac{πUr5bp1xn^{2}}{4IL}$（用U，I，d，L字母表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)待測(cè)電阻阻值選擇滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后連接實(shí)物電路圖．
（3）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)；應(yīng)用歐姆定律與電阻定律可以求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）電源電動(dòng)勢(shì)為12V，鹽水柱的電阻約為幾千歐姆，電路最大電流約為幾毫安，則電流表應(yīng)選擇A₁，為準(zhǔn)確測(cè)出鹽水柱的電阻應(yīng)測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由題目所給實(shí)驗(yàn)器材可知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇采用分壓接法，應(yīng)選擇R₁；
（2）由題目所給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，鹽水柱的電阻阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，
為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用限流接法，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：
10mm+5×0.1mm=10.5mm=1.05cm；
鹽水柱的電阻：R=$\frac{U}{I}$=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracdflzvd3{2}）^{2}}$，
解得：ρ=$\frac{πUhzjxlhb^{2}}{4IL}$；
故答案為：（1）A₁；R₁；（2）實(shí)物電路圖如圖所示；（3）1.05cm；$\frac{πUvtrzvdb^{2}}{4IL}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、連接實(shí)物電路圖、游標(biāo)卡尺讀數(shù)、求電阻率的表達(dá)式，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則，根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確連接實(shí)物電路圖的關(guān)鍵．