Question

某興趣小組欲通過測定工業(yè)污水(含多種重金屬離子,一般工業(yè)廢水電阻率的達標值ρ≥200 Ω·m)的電阻率來判斷某工廠廢水是否達到排放標準.如圖(甲)所示為該同學所用盛水容器,其左、右兩側(cè)面為金屬薄板(電阻極小),其余四面由絕緣材料制成,左右兩側(cè)帶有接線柱.容器內(nèi)表面長a=40 cm,寬b=20 cm,高c=10 cm.將水樣注滿容器后,進行以下操作:

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

(2)為更精確地測量所取水樣的電阻,該小組從實驗室中找到如下實驗器材:

A.電流表(量程3 mA,電阻R_A為5 Ω)

B.電壓表(量程6 V,電阻R_V約為10 kΩ)

C.滑動變阻器(0～20 Ω,額定電流1 A)

D.電源(6 V,內(nèi)阻約1 Ω)

E.開關一只、導線若干

請在實物圖(丙)中完成電路連接.

(3)正確連接電路后,閉合開關,測得一組U、I數(shù)據(jù);再調(diào)節(jié)滑動變阻器,重復上述測量步驟,得出一系列數(shù)據(jù)如表所示,請在坐標紙圖(丁)中作出UI關系圖線.

U/V	1.1	1.8	3.0	3.8	4.7
I/mA	0.50	0.82	1.36	1.73	2.13

(4)由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為　　　　Ω·m. 

據(jù)此可知,所測水樣在電阻率這一指標上　　　　(填“達標”或“不達標”). 

Answer 1

解析:(1)根據(jù)多用電表測量電阻時要盡可能使指針指在中間附近,所以按照題圖(乙)(a)中讀數(shù),讀數(shù)為17.5×100 Ω=1 750 Ω.

(2)因為要精確測量電阻值,需要電路中電壓有較大的變化范圍,而滑動變阻器阻值又遠小于待測電阻,所以連線時滑動變阻器要用分壓接法;又因為電流表內(nèi)阻已知,則采用電流表內(nèi)接法,電路連接如圖(a)所示.

(3)將各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點,通過這些點作一條直線,讓絕大多數(shù)的點在直線上,其余各點均勻地分布在直線兩側(cè),如圖(b)所示.

(4)由圖線斜率可知,總電阻為(2 200±5) Ω,(理論上R=R_總-R_A=2 195 Ω,但由于實驗的偶然誤差可能比5 Ω還要大,因此,電流表電阻可以忽略),根據(jù)電阻定律R=ρ,代入數(shù)據(jù)得ρ=(110.0±0.3) Ω·m,由于ρ<200 Ω·m,因此,不達標.

答案:(1)1750 　(2)電路連接如解析圖(a)所示　(3)如解析圖(b)所示　(4)110.0±0.3　不達標