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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(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200Ω•m).如图1所示为该同学所用盛水容器,其左、

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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(一般工业废水电阻率的达标值ρ≥200Ω•m).如图1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:
作业帮
(1)分别用多用电表欧姆挡的“×100”、“×1k”两挡粗测水样的电阻值时,表盘上指针分别如图2甲、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RA为50Ω)
B.电压表(量程15V,电阻RV约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(12V,内阻约10Ω)
E.开关一只、导线若干
请在实物图3中完成电路连接.
作业帮
(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,测出一系列数据如表所示,请在如图4实所示的坐标纸中作出UI关系图线.
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
(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,所得水样在电阻率这一指标上___(选填“达标”或“不达标”).
▼优质解答
答案和解析
(1)电阻读数指针最好在中值电阻附近,故依据图2左图读数,电表读数为17.5,指针示数再乘以倍率×100,得出水样的电阻约为:1750Ω;
(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1750Ω>
RARV
=
5×10000
Ω≈230Ω,则采用电流表内接法,电路连接如图所示
作业帮
(3)根据给出的坐标值做出对应的伏安特性曲线如图所示;
由图线斜率可知,总电阻为:
R=
U
I
=
4.4
2×10-3
=2200Ω,
又:
R=R-RA=2195Ω,
根据电阻定律R=ρ
L
S

故有:
ρ=
RS
L
=
2195×0.2×0.1
0.4
Ω•m=109.8Ω•m,
因为达标值为ρ≥200Ω•m,故所测水样在电阻率这一指标上不达标.
故答案为:(1)1750;(2)如图所示;(3)109.8;不达标.
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