某興趣小組欲通過測定工業汙水(含多種重金屬離子,一般工業廢水電阻率的達標值ρ≥200Ω·m)的電阻率來判斷某工...
問題詳情:
某興趣小組欲通過測定工業汙水(含多種重金屬離子,一般工業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(*)所示為該同學所用盛水容器,其左、右兩側面為金屬薄板(電阻極小),其餘四面由絕緣材料製成,左右兩側帶有接線柱.容器內表面長a=40 cm,寬b=20 cm,高c=10 cm.將水樣注滿容器後,進行以下*作:
(1)分別用多用電錶歐姆擋的“×100”、“×1 k”兩擋粗測水樣的電阻值時,錶盤上指標如圖(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RA為5 Ω)
B.電壓表(量程6 V,電阻RV約為10 kΩ)
C.滑動變阻器(0~20 Ω,額定電流1 A)
D.電源(6 V,內阻約1 Ω)
E.開關一隻、導線若干
請在實物圖(*)中完成電路連線.
(3)正確連線電路後,閉合開關,測得一組U、I資料;再調節滑動變阻器,重複上述測量步驟,得出一系列資料如表所示,請在座標紙圖(丁)中作出UI關係圖線.
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)由以上測量資料可以求出待測水樣的電阻率為 Ω·m.
據此可知,所測水樣在電阻率這一指標上 (填“達標”或“不達標”).
【回答】
解析:(1)根據多用電錶測量電阻時要儘可能使指標指在中間附近,所以按照題圖(乙)(a)中讀數,讀數為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範圍,而滑動變阻器阻值又遠小於待測電阻,所以連線時滑動變阻器要用分壓接法;又因為電流表內阻已知,則採用電流表內接法,電路連線如圖(a)所示.
(3)將各組資料在座標系中描點,通過這些點作一條直線,讓絕大多數的點在直線上,其餘各點均勻地分佈在直線兩側,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-RA=2 195 Ω,但由於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),根據電阻定律R=ρ,代入資料得ρ=(110.0±0.3) Ω·m,由於ρ<200 Ω·m,因此,不達標.
*:(1)1750 (2)電路連線如解析圖(a)所示 (3)如解析圖(b)所示 (4)110.0±0.3 不達標
知識點:專題十三 中學物理實驗
題型:實驗,探究題
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