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 a40 cm,宽 b20 cm,高 c10 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 ______ (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 RA500 Ω)

B.电压表(量程 15 V,电阻 RV 约为 10 kΩ)

C.滑动变阻器(020 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 UI 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(达到没达到”)

【答案】1)不会; 21400Ω; 3 42280Ω 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-RA=2280Ω
根据电阻定律:Rρ,代入数据得ρ=114Ωm200Ωm,故所测水样没达到排放标准.

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