流的关系，两个图线的交点表示对应的工作点。
8．某同学在阅读科普资料时发现：输液用的生理盐水电导率为0.8s／m．他对“电导率”一词产生浓厚的兴趣，经查单位及符号表得知，“s”为电导的单位，它等于电阻单位的倒数，“m”为长度的单位．他又联想到电阻率的单位为“??m”，经单位对比后他作出一个大胆的假设：电导率一定是电阻率的倒数．为了验证他的假设，他做了如下尝试：取体积为V(m)的输液用的生理盐水，刚好灌满伸缩性能良好的透明塑料管中(两端装有电极)，形成一段粗细均匀的封闭盐水柱(长为10.00cm、横截面积约为1.00cm)，进行如下实验：
(1)他将盐水柱作为纯电阻Rx，根据他的假设此段盐水柱的电阻约为_____Ω．现用以下器材采用伏安法测盐水柱的电阻：
A．直流电源E：电动势18V，内阻很小，额定电流1A； B．电流表A：量程0～12mA，内阻约10?； C．电压表V：量程0～15V，内阻约15k?； D．滑动变阻器R：最大阻值50?； E．开关、导线若干．
根据所给的器材，在方框内画出合理的实验电路图(图中已给出盐水柱、电源的符号) ______．
2
3
(2)为了较准确地测量电导率，他设计以下方案：
把这段封闭的盐水柱均匀拉长(盐水柱的两端始终与电极充分接触)，测得盐水柱长度L和对应的电阻Rx，利用实验数据作出电阻Rx与长度L的关系图象如图所示，则盐水的电导率应为______(用该图线的斜率k，体积V表示)．若测得电导率约为“0.8”，则说明他的假设是正确的． 【答案】（1）1250； 电路图；
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（2）1 kV【解析】(1)设电导率为D，根据他的假设可知：D?1? 由电阻定律得：R??因LL0.1????1250? ?4SDS0.8?1?10RR15000R1250R??125，v??v，所以采用电流表的内接法，测量误差较小，由于变?12，则得：RA10RARR1250阻器的最大阻值小于盐水柱的电阻，变阻器可采用分压式接法．实验电路图如图所示
（2）由图看出，R与L成正比，即有 R=KL
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LL ?SDSL联立以上两式得：KL2? DS1则得：D? KLS由电阻定律得：R??又体积V=LS 解得：D?1 KV9．国标（GB/T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω?m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有： 电源(电动势约为3V，内阻可忽略) 理想电压表
(量程为3V）
理想电压表V2 (量程为3V） 定值电阻R1 (阻值4kΩ) 定值电阻R2 (阻值2kΩ) 电阻箱R(最大阻值9999Ω)
单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。
实验步骤如下：
A.用游标卡尺测量并记录玻璃管的内径d； B.向玻璃管内注满自来水，确保无气泡； C.用刻度尺测量并记录水柱长度L； D.把S拨到1位置，记录电压表V1示数；
E.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； F.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D、E； G.断开S，整理好器材。
(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d=_______mm；
(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx=_____； (用R1、R2、R表示)
(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R?的电阻率ρ=__________Ω?m(保留三位有效数字)。 【答案】20.01图象。可求出自来水LR1R212.6 R
总电压U′总=URRR，由于两次总电压相等，都等于电源电压E，可得Rx=12； R2R3
?1
(3)从图丙中可知，R=1×10Ω时，1/L=5.0m，
此时玻璃管内水柱的电阻Rx=2R1R2=8000Ω， R?d??42
水柱横截面积S= ???=3.14×10m，
?2?由电阻定律R??ρ≈12.6Ω?m；
10．为了测定某电池的电动势（约10V~11V）和内电阻（小于2Ω），需要把一个量程为5V的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：
（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空。
l得： S
第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端 第二步：把电阻箱阻值调到零 第三步：闭合电键
第四步：把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为4.5V 第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_______V
第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为15V的电压表 （2）上述实验可供选择的器材有：
A．某电池（电动势约10V~11V，内电阻小于2Ω） B．电压表（量程为5V，内阻约4KΩ） C．电阻箱（阻值范围0~9999Ω） D．电阻箱（阻值范围0~99999Ω）
E．滑动变阻器（阻值为0~20Ω，额定电流2A） F．滑动变阻器（阻值为0~20KΩ，额定电流0.2A）
电阻箱应选_________，滑动变阻器应选_________（用大写字母表示）。
（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U—I图线如图丙所示，可知电池的电动势为___________V，内电阻为_______Ω。
（保留3位有效数字）
【答案】（1）1.5；（2）C；E；（3）10.5；1.71
【解析】（1）把5V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为4.5V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为1.5V．
（2）由图丙所示图象可知，最大电流为1.75A，大于0.2A，则为保护电路安全，滑动变阻器应选E．电阻箱选择C.
（3）由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=3.5V，则电源的电动势为E=3×3.5=10.5V， 内阻为r?E?U10.5?2.5?3??1.71?． I1.75点睛：本题涉及电表的改装，其原理是串联电路的特点．伏安法测量电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，要注意路端电压应为改装后电压表的读数． 11．某同学利用图示装置练习使用多用电表。
（1）测所接电源的电动势 E：将多用电表的选择开关旋到_______挡并选择适当量程，把开关 S1 打____________填“a”或“b”），开关 S2 打向__________（填“c” 或“d”），读出并记下电表的示数，然后断开 S1和 S2。 （2）测定值电阻的阻值 R（约为 1000Ω）：将多用电表的选择开关旋到欧姆挡的_______（填“1×”、“×10”、“×100”或“×1k”）挡并进行欧姆调零，把开关 S1打向__________（填“a”或“b”），开关 S2 打向__________（填“c”或“d”），读出并记下电表的示数，然后断开 S1 和 S2。
（3）测电阻 R 中通过的电流 I：将多用电表的选择开关旋到直流“10mA”挡，把开关 S1 打向 a，开关 S2 打向_______________________________（填“c”或“d”），读出并记下电表的示数， 然后断开 S1 和 S2。 【答案】直流电压（或V ）ac×100bcd
【解析】(1)测电源电动势E时,要用直流电压档,电源的正极和负极要直接接在红表笔和黑表笔上,故把S1打向
a,S2打向c.
2017年高考物理试题分项版汇编系列 专题19 电学实验(含解析)
