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阅读以下材料: 冬、春季节降水量小,广东沿海附近江河水位较低,涨潮时海水倒灌,出...

阅读以下材料:
冬、春季节降水量小,广东沿海附近江河水位较低,涨潮时海水倒灌,出现所谓“咸潮”现象,使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高,水质受到影响.
为了研究咸潮出现的规律,某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如图(1)所示,两电极相距L=0.314m,其间充满待测的河水.安装前他用如图(2)游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径,结果如图(3)所示.
他还选用了以下仪器:量程15V、内阻300kΩ的电压表,量程300 μA、内阻50Ω的电流表,最大阻值1kΩ的滑动变阻器,电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组,开关等各一个,以及导线若干.图(4)坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值.
根据以上材料完成以下问题:
(1)测量玻璃管内径时,应图(2)中的游标卡尺中的A、B、三部分中的______与玻璃管内壁接触(填代号).
(2)玻璃管的内径d=______mm.
(3)求水的电阻率ρ多大?(要写推导和计算过程,最后结果保留两位有效数字)
(4)图(5)中的仪器实物部分已连线,将其它部分连接成能测出图(4)数据的实物连接图.
(5)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至______端.
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本题的关键在于游标卡尺的读数方法,整数部分应从游标尺的0刻度读起,而本题0刻度线没有露出是本题的难点,可以反推出游标尺的0刻度线位置,然后再读即可;关于伏安法测量电阻的实验,要注意当待测电阻阻值远小于电压表内阻是电流表应用外接法,当待测电阻与电压表内阻接近时,电流表应用内接法,本题显然水柱的电阻很大所以应用内接法;当滑动变阻器的全电阻较小时应用分压式接法,由于水柱的电阻很大即变阻器的电阻远小于待测电阻,所以变阻器应用分压式接法. 【解析】 (1)根据游标卡尺的使用方法可知,测量玻璃管内径时,应图(2)中的游标卡尺中的A、B、C三部分中的A与玻璃管的内径接触. (2)游标卡尺读数为d=(40mm-6mm)+7×0.1mm=34.7mm=3.47mm (3)在坐标图中画出U-I图线如图1所示,由U-I图象可求出水柱电阻R==1.0Ω, 再根据S=及R=可解得ρ=,可算出水的电阻率ρ=11Ωm.             (4)根据U-I图象可知电流从零开始,所以滑动变阻器应用分压式接法,由于水柱的电阻远大于电流表内阻, 所以电流表应用外接法,实物连线图如图2所示.           (5)为保护电流表,开关闭合前,滑片应滑到A端. 故答案为(1)A         (2)3.47         (3)如图,11Ωm         (4)如图,         (5)A
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考点分析:
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某研究性学习小组,为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究.如图为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝电阻较大;一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示).细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触.
(1)已知电源的电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=______
(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下的实验:
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数.
表一  球半径r=0.50cm
风速(m/s)10152030
电压表示数(V)2.403.604.817.19
由表一数据可知:在球半径一定的情况下,风力大小与风速的关系是______
实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在球半径不同情况下电压表的示数.
表二  风速v=10m/s
球半径(cm)0.250.500.751.00
电压表示数(V)9.602.401.070.60
由表二数据可知:在风速一定的情况下,风力大小与球半径的关系是______.(球体积公式V=manfen5.com 满分网
(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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