Question

（2005?杭州一模）閱讀以下材料：
冬、春季節(jié)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(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，某同學設計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗，他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（1）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（2）的游標卡尺（圖為卡尺的北面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結果如圖（3）所示．
他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω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，開關等各一個，以及導線若干．如圖（4）坐標中包括坐標為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值．
根據(jù)以上材料完成以下問題：
（1）測量玻璃管的內(nèi)徑時，應將圖（2）中的游標尺中的A、B、C三部分中的

A

與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）．
（2）玻璃管的內(nèi)徑d=

8.00

mm．
（3）求水的電阻率ρ為多大？（要求寫推導和計算過程，最后結果保留兩位有效數(shù)字）
（4）圖（5）中的儀器實物部分已連線，將其他部分連接成能測出圖（4）數(shù)據(jù)的實物連接圖．
（5）開關閉合前滑動變阻器的滑片應先滑到

A

端．

Answer 1

分析：（1）應用游標尺中的內(nèi)測腳A測量玻璃管的內(nèi)徑．
（2）本題的關鍵在于游標卡尺的讀數(shù)方法，整數(shù)部分應從游標尺的0刻度讀起，而本題0刻度線沒有露出是本題的難點，可以反推出游標尺的0刻度線位置，然后再讀即可；（3）在坐標圖中畫出U-I圖線如圖1所示，由U-I圖象可求出水柱電阻R，再根據(jù)電阻定律求解ρ．
（4）關于伏安法測量電阻的實驗，要注意當待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻是電流表應用外接法，當待測電阻與電壓表內(nèi)阻接近時，電流表應用內(nèi)接法，本題顯然水柱的電阻很大所以應用內(nèi)接法；當滑動變阻器的全電阻較小時應用分壓式接法，由于水柱的電阻很大即變阻器的電阻遠小于待測電阻，所以變阻器應用分壓式接法．
（5）變阻器分壓式接法，開關閉合前滑動變阻器的滑片應先滑到使輸出電壓為零的位置．

解答：解：
（1）根據(jù)游標卡尺的使用方法可知，測量玻璃管內(nèi)徑時，應圖（2）中的游標卡尺中的A、B、C三部分中的A與玻璃管的內(nèi)徑接觸．
（2）游標卡尺讀數(shù)為d=8mm+0×0.05mm=8.00mm
（3）在坐標圖中畫出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=ρ

L

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，所以電流表應用外接法，實物連線圖如圖2所示．

（5）為保護電流表，開關閉合前，滑片應滑到A端．
故答案為：
（1）A；（2）8.00；（3）11Ω?m；（4）略；（5）A．

點評：對實驗問題，關鍵是明確實驗原理，然后根據(jù)相應規(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．