Question

受“描繪小電珠的伏安特性曲線”的啟發(fā)，某實(shí)驗(yàn)小組決定用“描繪電解槽的伏安特性曲線”的方法探究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電規(guī)律，除了提供電解池、導(dǎo)線和開關(guān)外．還有以下一些器材：

A．蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為12.0V。內(nèi)阻不計(jì))

B．電壓表V(量程為0～15V，內(nèi)阻約為2k)

C．電-流表A(量程為0～1.0A；0～3.0A內(nèi)阻約為l)

D．滑動(dòng)變阻器R(最大阻值l0，額定電流2A)

(1)①為完成本實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線，將下列實(shí)物圖連成完整的電路，要求實(shí)驗(yàn)誤差盡可能的小。(圖中有幾根導(dǎo)線已經(jīng)接好)

②如果電路中的所有儀器都完好，閉合開關(guān)后無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度發(fā)生變化。但電壓表、電流表的示數(shù)均不能為零。試判斷可能是哪根導(dǎo)線發(fā)生了斷路?請(qǐng)用“×”在相應(yīng)的導(dǎo)線上標(biāo)出。

(2)下表（一）中的數(shù)據(jù)是該小組在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的，表二中數(shù)據(jù)是該小組將電源換為交流電源，并將電壓、電流表換為交流電表時(shí)所測(cè)的數(shù)據(jù)。請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上分別作出電解質(zhì)溶液通入直流、交流時(shí)的伏安特性曲線。

電壓/V	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
電流/A	0.00	0.00	0.03	0.08	0.16	0.28	0.38	0.63	0.77	0.90

表一：

表二：

電壓/V	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
電流/A	0.00	0.10	0.30	0.55	0.63	0.75	0.93	1.04	1.20	1.30

 

(3) 電解質(zhì)溶液通入直流時(shí)歐姆定律        （填“適用”或“不適用”）。通入交流時(shí)歐姆定律        （填“適用”或“不適用”）

（4）硫酸鈉溶液通入交流時(shí)，產(chǎn)物為氫氣和氧氣，氫氣的燃燒值為H，電子的電量為e,阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，請(qǐng)推導(dǎo)出，當(dāng)電解質(zhì)溶液通入直流時(shí)，圖線與橫軸的交點(diǎn)的表達(dá)式

                      

Answer 1

【標(biāo)準(zhǔn)解答】

（1）                                               （2）

（3）不適用、適用

（4）

【詳細(xì)解析】

（1）由于電解池的內(nèi)阻很小，測(cè)量電路選用電流表外接法。描繪電解槽的伏安特性曲線，要求電壓從0開始，供電電路選用滑動(dòng)變阻器分壓式接法。閉合開關(guān)后無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)均不能為零，說明滑動(dòng)變阻器由分壓式改為限流式。即圖示線斷。

（2）見圖。

（3）通入直流時(shí)電解槽的伏安特性曲線不是過原點(diǎn)的一條直線，因此歐姆定律不適用。

通入交流時(shí)電解槽的伏安特性曲線是過原點(diǎn)的一條直線，因此歐姆定律適用。

（4）通入直流時(shí)電解槽不是純電阻電路電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能