Question

18．現(xiàn)已離不開電視、手機(jī)等電子產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生含多種重金屬離子的廢水，這些廢水是否達(dá)標(biāo)也引起了人們的關(guān)注．某同學(xué)想測(cè)出學(xué)校附近一工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（一般工業(yè)廢水電阻率的達(dá)標(biāo)值為ρ≥200Ω•m）．圖甲為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的金屬薄板（電阻極小），其余四面由絕緣材料制成，容器內(nèi)部長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．他將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：

（1）他先后用多用電表歐姆檔的“×1k”、“×100”兩個(gè)檔位粗測(cè)水樣的電阻值時(shí)，表盤上指針如圖乙中所示，則所測(cè)水樣的電阻約為1800Ω．
（2）他從實(shí)驗(yàn)室中找到如下實(shí)驗(yàn)器材更精確地測(cè)量所取水樣的電阻：
A．電流表（量程5mA，電阻R_A=800Ω）   B．電壓表（量程15V，電阻R_V約為10.0kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，額定電流1A） D．電源（12V，內(nèi)阻約10Ω）
E．開關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請(qǐng)用筆線代替導(dǎo)線幫他在圖丙中完成電路連接．
（3）正確連接電路后，這位同學(xué)閉合開關(guān)，測(cè)得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，重復(fù)上述測(cè)量得出一系列數(shù)據(jù)如表所示，請(qǐng)你在圖丁的坐標(biāo)系中作出U-I關(guān)系圖線．

U/V	2.0	3.8	6.8	8.0	10.2	11.6
I/mA	0.73	1.36	2.20	2.89	3.66	4.15

（4）由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可以求出待測(cè)水樣的電阻率為136Ω•m．據(jù)此可知，所測(cè)水樣在電阻率這一指標(biāo)上不達(dá)標(biāo)（選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”）．

Answer 1

分析 （1）從誤差的角度確定一個(gè)誤差小的讀數(shù)，電阻等于歐姆表的讀數(shù)乘以倍率．
（2）根據(jù)待測(cè)電阻的大小確定電流表的內(nèi)外接，根據(jù)測(cè)量的誤差確定滑動(dòng)變阻器的分壓還是限流接法．
（3、4）根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，根據(jù)圖線的斜率得出待測(cè)電阻的阻值，再根據(jù)電阻定律求出電阻率的大小，從而判斷是否超標(biāo)．

解答 解：（1）歐姆表所測(cè)的電阻等于讀數(shù)乘以倍率，用×1k檔測(cè)量，指針偏轉(zhuǎn)角度太大，測(cè)量誤差較大，所以用×100檔測(cè)量比較準(zhǔn)確，R=18×100Ω=1800Ω．
（2）待測(cè)電阻與電流表的內(nèi)阻相當(dāng)，屬于小電阻，電流表采取外接法．由于滑動(dòng)變阻器總電阻較小，若采用限流式接法，調(diào)節(jié)時(shí)電壓、電流基本不變，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．電路圖如下圖1．

（3）根據(jù)U、I所測(cè)的數(shù)據(jù)做出U-I圖線，如圖2．
（4）根據(jù)U-I圖線知，電阻R=$\frac{12}{4.4×1{0}^{-3}}Ω=2727Ω$，因?yàn)?R=ρ\frac{L}{S}$，所以$ρ=\frac{RS}{L}=\frac{2727×0.2×0.1}{0.4}≈136Ω．m$＜200Ω．m，在電阻率指標(biāo)上不達(dá)標(biāo)．
故答案為：（1）1800
（2）如答圖1
（3）如答圖2
（4）136Ω•m、不達(dá)標(biāo)

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握歐姆表的讀數(shù)方法，以及掌握如何選擇電流表的內(nèi)外接、滑動(dòng)變阻器的分壓、限流接法．