Question

12．某學(xué)習(xí)小組可通過測(cè)定井水的電阻率來(lái)判斷水的純凈程度（由于水中含有各種溶解鹽類，并以離子的形態(tài)存在，水越純凈，含鹽量越少，電阻率越大，達(dá)標(biāo)值為40Ω•m＜ρ＜100Ω•m）．該學(xué)習(xí)小組所用盛水容器如圖1所示，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的薄銅板（電阻極小可忽略），其余四面由絕緣材料制成．容器內(nèi)表面長(zhǎng)a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：

①分別用多用電表歐姆擋的“×100”、“×1k”兩擋粗測(cè)水樣的電阻值時(shí)，表盤上指針如圖2（a）、（b）所示，則所測(cè)水樣的電阻約為1750Ω．

②為更精確地測(cè)量所取水樣的電阻，該小組使用實(shí)驗(yàn)器材：
A．電流表（量程0～l0mA，電阻RA約為10Ω）
B．電壓表（量程0～15V，電阻R．約為30kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（最大電阻10Ω，額定電流1.5A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約2Ω）
E．開關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請(qǐng)?jiān)趫D3實(shí)物圖中完成剩余的電路連接．
③正確連接電路后，閉合開關(guān)，測(cè)量得到如下數(shù)據(jù)：

組別	1	2	3	4	5	6	7
U/V	5.1	5.8	7.0	8.1	9.0	10.0	11.0
I/mA	2.9	3.3	4.0	5.0	5.1	5.7	6.3

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87Ω•m．據(jù)此可知，所測(cè)水樣在電阻率這一指標(biāo)上達(dá)標(biāo)（選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”）．
⑤在處理數(shù)據(jù)過程中，發(fā)現(xiàn)其中一組數(shù)據(jù)誤差偏大，它是第4（用表格中“組別”的序號(hào)表示）組．

Answer 1

分析 ①根據(jù)多用電表的讀數(shù)方法可得出對(duì)應(yīng)的電阻值；
②根據(jù)給出的原理圖連接實(shí)物圖如圖所示；
④根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線，由曲線可求得電阻值，再由電阻定律可求得電阻率，根據(jù)題意可明確是否達(dá)標(biāo)；
⑤由圖象可知哪組數(shù)據(jù)出現(xiàn)大的偏差．

解答 解：①由于b示數(shù)偏角過大，故應(yīng)以a進(jìn)行讀數(shù)，其讀數(shù)為17.5×100=1750Ω；
②由原理圖得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
④為了更好地處理數(shù)據(jù)，由表中數(shù)據(jù)得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線如圖所示；
由圖線斜率可知，總電阻為$\frac{10.0-5.1}{5.7-2.9}×1{0}^{3}$=1750Ω，
根據(jù)電阻定律R=$ρ\frac{L}{s}$，故有ρ=$\frac{Rs}{L}$=$\frac{1750×0.2×0.1}{0.4}$=87Ωm＜100Ωm；故所測(cè)水樣在電阻率上達(dá)標(biāo)；
⑤根據(jù)作出的伏安特性曲線可知，第4組誤差較大；
故答案為：①1750；②如圖所示；④87；達(dá)標(biāo)；⑤4．

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