Question

（1）在做“油膜法估測分子的大小”的實驗中簡要實驗步驟如下：
A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙下，數輪廓內的方格數（不足半格的舍去，多于半格的算一個），再根據方格的邊長求出油膜的面積S
B．將一滴油酸酒精滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上
C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上
D．用公式d=V/S，求出薄膜厚度，即油酸分子直徑的大小
E．根據油酸酒精的濃度，算出一滴溶液中含油酸的體積V
F．用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內增加一定體積時的滴數
上述實驗步驟的合理順序是：

 

（2）為測出量程為3V，內阻約為2kΩ電壓表內阻的精確值．實驗室中可提供的器材有：
電阻箱R，最大電阻為9999.9Ω定值電阻r₁=5kΩ，
定值電阻r₂=10kΩ
電動勢約為12V，內阻不計的電源E
開關、導線若干．
實驗的電路圖如圖所示，先正確連好電路，再調節電阻箱R的電阻值，使得電壓表的指針半偏，記下此時電阻箱R有電阻值R₁；然后調節電阻箱R的值，使電壓表的指針滿偏，記下此時電阻箱R的電阻值R₂．
①實驗中選用的定值電阻是

 

；
②此實驗計算電壓表內阻R_V的表達式為R_V=

 

．
③若電源的內阻不能忽略，則電壓表內阻R_V的測量值將

 

．
A．偏大   B．不變     C．偏小      D．不能確定，要視電壓表內阻的大小而定．

Answer 1

分析：（1）將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積．然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統計出油酸薄膜的面積．則用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液的面積，恰好就是油酸分子的直徑．
（2）本題①的關鍵是明確定值電阻的作用是為保護電壓表，所以在電阻箱電阻為零時根據歐姆定律求出保護電阻的阻值即可；②題根據閉合電路歐姆定律列出兩種情況下的表達式即可求出電壓表內阻；③題的關鍵是根據閉合電路歐姆定律可知，若電源內阻不能忽略，則電路中電流增大，內壓降變大，路端電壓變小，然后再根據歐姆定律即可得出電壓表的內阻比忽略電源內阻時小，從而得出結論．

解答：解：（1）“油膜法估測油酸分子的大小”實驗的原理是：將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積V．將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，估出油酸薄膜的面積S．則油酸分子的直徑為d=

V

S

．所以實驗步驟合理的順序為：F、C、B、A、E、D．
（2）①設保護電阻的電阻為r，由歐姆定律應有：

RV

RV+r

E=3V，R_V=2kΩ，E=12V
代入數據解得：r=6kΩ，所以定值電阻應選r₁．
②結合實驗步驟，根據歐姆定律應有：
E=

U

2

+

U 2 (R1+r1)

RV

及：E=U+

U

RV

(R2+r1) 
聯立解得：R_V=R₁-2R₂-r₁；
③若電源的內阻不能忽略，由閉合電路歐姆定律可知，電流增大，電源的路端電壓減小，則②式中應滿足：
U+

U

RV

(R2+r1)＜

U

2

+

U 2 (R1+r1)

RV

，
解得：R_V＜R₁-2R₂-r₁；
所以測量值偏大，故A正確．
故選：A
故答案為：
（1）F、C、B、A、E、D；
（2）r₁；R₁-2R₂-r₁；A

點評：第1題關鍵理解并掌握實驗的原理：以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個靠著一個，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度．屬于簡單題．
第2題采用半偏法測量電壓表內阻，其原理是閉合電路歐姆定律．對有關電路的計算問題，要根據電路圖利用歐姆定律以及串并聯規律列式求解即可．