某興趣小組欲透過測定工業污水(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：

某興趣小組欲透過測定工業污水(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(*)所示爲該同學所用盛水容器,其左、右兩側面爲金屬薄板(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,錶盤上指針如圖(乙)所示,則所測水樣的電阻約爲　　　　Ω. 

(2)爲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爲5 Ω)

B.電壓表(量程6 V,電阻RV約爲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(*)中完成電路連接.

(3)正確連接電路後,閉合開關,測得一組U、I數據;再調節滑動變阻器,重複上述測量步驟,得出一系列數據如表所示,請在座標紙圖(丁)中作出UI關係圖線.

(4)由以上測量數據可以求出待測水樣的電阻率爲　　　　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針指在中間附近,所以按照題圖(乙)(a)中讀數,讀數爲17.5×100 Ω=1 750 Ω.

(2)因爲要精確測量電阻值,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;又因爲電流表內阻已知,則採用電流表內接法,電路連接如圖(a)所示.

(3)將各組數據在座標系中描點,透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,總電阻爲(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,代入數據得ρ=(110.0±0.3) Ω·m,由於ρ<200 Ω·m,因此,不達標.

*:(1)1750 　(2)電路連接如解析圖(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