Question

冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時(shí)海水倒灌，出現(xiàn)“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來(lái)水的離子濃度增高，電阻率變小，水質(zhì)受到影響。

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)河水電阻率的實(shí)驗(yàn)。在一根均勻長(zhǎng)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(nèi)充滿待測(cè)的河水。安裝前用如圖（2）所示的游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖（3）所示。

為測(cè)管內(nèi)河水電阻供選器材有：

電壓表V₁：量程15 V，內(nèi)阻為30 kΩ

電壓表V₂：量程3 V，內(nèi)阻為10 kΩ

電流表A₁：量程為0.6 A，內(nèi)阻為0.6 Ω

電流表A₂：量程為150 mA，內(nèi)阻為10 Ω

滑動(dòng)變阻器甲：最大阻值為10 Ω，額定電流足夠大

滑動(dòng)變阻器乙：最大阻值為1 kΩ，額定電流足夠大

電源E₁：電動(dòng)勢(shì)15 V，內(nèi)阻6 Ω

電源E₂：電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻2 Ω

開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

該同學(xué)選用以上部分器材測(cè)出了9組數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)系中標(biāo)出，如圖（4）所示。

（1）測(cè)量玻璃管內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)將圖（2）游標(biāo)卡尺A、B、C三部分中的_______________部分與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號(hào)），玻璃管內(nèi)徑d=_______________mm。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，所選的電壓表為_(kāi)______________（填“V₁”或“V₂”）,所選的電流表為（填“A₁”或“A₂”）,所選的滑動(dòng)變阻器為_(kāi)______________（填“甲”或“乙”），所選的電源為_(kāi)______________（填“E₁”或“E₂”）.

（3）畫出該實(shí)驗(yàn)的原理圖。

（4）水的電阻ρ= Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）A 6.70

（2）V₁ A₂ 甲 E₁

（3）如右圖

（4）0.011

解析：①測(cè)玻璃管內(nèi)徑應(yīng)選用A部分，d=6 mm+35×0.02 mm=6.70 mm。

②由于海水較金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能差，為使電路中電流較大，便于測(cè)量，電源應(yīng)選用電動(dòng)勢(shì)較大的E₁，電壓表應(yīng)選用V₁，由于測(cè)量電路電流較小，電流表應(yīng)選用A₂。由于本實(shí)驗(yàn)測(cè)量范圍較大且電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)，應(yīng)選用分壓電路，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用阻值較小的甲，以便于調(diào)節(jié)。

③由U-I圖象可判斷管內(nèi)河水電阻屬小電阻，應(yīng)采用外接法，主電路應(yīng)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(cè)量點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)，則直線斜率表示管內(nèi)河水電阻大小R，再利用R=ρ計(jì)算ρ的大小。