Question

(8分)某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取了一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：

⑴该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供选择：

A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流为1A；

B．电流表A₁：量程0～10mA，内阻约10Ω；

C．电流表A₂：量程0～600mA，内阻约0.5Ω；

D．电压表V：量程0～15V，内阻约15kΩ；

E．滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；

F．滑动变阻器R₂：最大阻值5kΩ；

G．开关、导线等。

在可供选择的器材中，应选用的电流表是     (填“A₁”或“A₂”)，应该选用的滑动变阻器是     (填“R₁”或“R₂”)。

⑵该小组已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。

⑶握住乳胶管的两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
长度L(cm)	20.0	25.0	30.0	35.0	40.0	45.0
电阻R(kΩ)	1.3	2.1	3.0	4.1	5.3	6.7

为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是         。

 

 

Answer 1

【答案】

 ⑴A₁，R₂；

⑵；⑶；L²

【解析】

试题分析：⑴由于待测盐水柱的电阻粗测为几千欧，而提供的电源电动势只有12V，因此电路中的最大电流只有几毫安，故选用电流表A₁；本实验的目的是测量盐水柱的电阻，因此从测出其阻值的角度分析，采用滑线变阻器的限流式接法和分压式接法均可，故此时需考虑节能，采用限流式接法，这时滑线变阻器是串联在电路中，要能在移动滑线变阻器滑片的过程中起到改变电路的电流(或待测盐水柱两端的电压)较明显的作用，应选用滑线变阻器R₂；

⑵由中分析可知，滑线变阻器应串联接在电路中，故需从其上接线柱中任选其一引线至待测盐水柱的左端接线柱，由于所用电压表的内阻约为15kΩ，与待测部分阻值相当(在同一数量级)，而电流表的内阻约10Ω，与待测部分阻值相差两个数量级，故应采用电流表的内接法，以减小电表内阻引起的实验误差，所以从电压表的正接线柱引线至电流表的正接线柱，如下图所示。

根据图象可知，R与横轴量应成正比关系，又由表格所提供的数据可以分析出，此时横轴所表示的与长度L有关量应为长度L的平方，即L²。

考点：本题主要考查了电阻的测量实验问题，涉及了仪器的选取、滑线变阻器的限流式与分压式接法、电流表的内外接法、实验数据的处理等知识，属于中档题。