问题 实验题

(10分)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≥200Ω·m的工业废水即达到排放标准)。如图甲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=40cm,宽b=20cm,高c=10cm。将水样注满容器后,进行以下操作:

(1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“× 100”两档 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5mA,电阻R A为500Ω)

B.电压表(量程15 V,电阻R v约为10 kΩ)

C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1 A)

D.电源(12V,内阻约10Ω)

E.开关一只、导线若干

请完成电路连接。

(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。

U/V2.04.06.08.010.012.0
I/mA0.731.432.172.893.584.30
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     排放标准(填“达到”或 “没达到”)

答案

(1)1750 (3分)   (2)滑动变阻器要用分压接法,安倍表内接,见解析图a (2分)(3)114(110-118) (3分) 没达到(2分)

(1)1750Ω(1700-1800Ω)

(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)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-R A=2280Ω,根据电阻定律,R代入数据得 =114Ωm小于200Ω• m

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