题目内容
【题目】某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(达标的污水离子浓度低,电阻率大,一般电阻率 ρ≥200 Ω·m 的工业废水即达到排放标准).如图甲所示为该组同学所用盛水容器,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,进行以下操作:
(1)用多用电表欧姆挡测量电阻时,红黑表笔互换了插孔,这样 ______ (填“会”或“不会”)影响测量结果;
(2)分别用多用电表欧姆挡的“×1 k”、“×100”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.
(3)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 5 mA,电阻 RA=500 Ω)
B.电压表(量程 15 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(12 V,内阻约 10 Ω)
E.开关一只,导线若干 请在图中完成电路连接________.
(4)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,得出一系列数据如下表所示.
由以上测量数据可以求出待测水样的电阻为_______Ω.据此可知,所测水样________排放标准(填“达到”或“没达到”).
【答案】(1)不会; (2)1400Ω; (3); (4)2280Ω; 没达标
【解析】
(1)测量电阻时,多用电表内部电源被接通,电流从多用电表内部流出,因为电阻不分正负极,所以电流流向电阻哪一端无所谓,红、黑表笔分别插在负、正插孔不会影响测量结果;
(2)图乙中图,指针示数乘以倍率,得出水样的电阻约为:1400Ω;
(3)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,电路连接如图所示.
(4)利用R=U/I计算出每次的电阻R,再求平均值,总电阻为2780Ω,又R=R总-RA=2280Ω
根据电阻定律:R=ρ,代入数据得ρ=114Ωm<200Ωm,故所测水样没达到排放标准.
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