某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子,一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200Ω·m)的电阻率来判断某工...

问题详情：

某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子,一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200 Ω·m)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准.如图(*)所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm.将水样注满容器后,进行以下*作:

(1)分别用多用电表欧姆挡的“×100”、“×1 k”两挡粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图(乙)所示,则所测水样的电阻约为　　　　Ω. 

(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:

A.电流表(量程3 mA,电阻RA为5 Ω)

B.电压表(量程6 V,电阻RV约为10 kΩ)

C.滑动变阻器(0～20 Ω,额定电流1 A)

D.电源(6 V,内阻约1 Ω)

E.开关一只、导线若干

请在实物图(*)中完成电路连接.

(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如表所示,请在坐标纸图(丁)中作出UI关系图线.

(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为　　　　Ω·m. 

据此可知,所测水样在电阻率这一指标上　　　　(填“达标”或“不达标”). 

【回答】

解析:(1)根据多用电表测量电阻时要尽可能使指针指在中间附近,所以按照题图(乙)(a)中读数,读数为17.5×100 Ω=1 750 Ω.

(2)因为要精确测量电阻值,需要电路中电压有较大的变化范围,而滑动变阻器阻值又远小于待测电阻,所以连线时滑动变阻器要用分压接法;又因为电流表内阻已知,则采用电流表内接法,电路连接如图(a)所示.

(3)将各组数据在坐标系中描点,通过这些点作一条直线,让绝大多数的点在直线上,其余各点均匀地分布在直线两侧,如图(b)所示.

(4)由图线斜率可知,总电阻为(2 200±5) Ω,(理论上R=R总-RA=2 195 Ω,但由于实验的偶然误差可能比5 Ω还要大,因此,电流表电阻可以忽略),根据电阻定律R=ρ,代入数据得ρ=(110.0±0.3) Ω·m,由于ρ<200 Ω·m,因此,不达标.

*:(1)1750 　(2)电路连接如解析图(a)所示　(3)如解析图(b)所示　(4)110.0±0.3　不达标

知识点：专题十三 中学物理实验

题型：实验,探究题