Question

【題目】國(guó)標(biāo)規(guī)定自來水在時(shí)電阻率應(yīng)大于。某同學(xué)利用圖甲電路測(cè)量自來水的電阻率，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K以控制管內(nèi)自來水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞活塞電阻可忽略，右活塞固定，左活塞可自由移動(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，電壓表量程為3V，內(nèi)阻很大，電壓表量程為3V，內(nèi)阻很大，定值電阻阻值），定值電阻（阻值），電阻箱R(最大阻值9999Ω)，單刀雙擲開關(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)量玻璃管的內(nèi)徑d

B.向玻璃管內(nèi)注滿自來水，并用刻度尺測(cè)量水柱長(zhǎng)度L

C.把S撥到1位置，記錄電壓表示數(shù)

D.把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R

E.改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D，記錄每一次水柱長(zhǎng)度L和電阻箱阻值R

F.斷開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______ mm；

（2）玻璃管內(nèi)水柱的電阻的表達(dá)式為Rx______ 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圖象，則坐標(biāo)軸的物理量分別為______；

（4）本實(shí)驗(yàn)中若電壓表內(nèi)阻不是很大，則自來水電阻率測(cè)量結(jié)果將______ 填“偏大”、“不變”或“偏小”。

Answer 1

【答案】30.00 縱坐標(biāo)應(yīng)該表示電阻箱阻值R，橫坐標(biāo)應(yīng)該表示對(duì)應(yīng)水柱長(zhǎng)度的 偏大

【解析】

［1］游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為3.0cm=30mm，20分度游標(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30.00mm；

［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，總電壓

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，總電壓

由于兩次總電壓相等，都等于電源電動(dòng)勢(shì)E，可得

，

解得玻璃管內(nèi)水柱的電阻的表達(dá)式

［3］由電阻定律

電阻箱阻值R

=

所以縱坐標(biāo)應(yīng)該表示電阻箱阻值R，橫坐標(biāo)應(yīng)該表示對(duì)應(yīng)水柱長(zhǎng)度的；

［4］若電壓表V2內(nèi)阻不是很大，則把S撥到2位置時(shí)，此時(shí)電路電流大于，實(shí)際總電壓將大于

=+U

所以測(cè)量的將偏大，因此自來水電阻率測(cè)量結(jié)果將偏大。