Question

16．某興趣小組欲通過測(cè)定工業(yè)污水（含多種重金屬離子）的電阻率來判斷某工廠廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（達(dá)標(biāo)的污水離子濃度低，電阻率大，一般電阻率ρ≥200Ω•m的工業(yè)廢水即達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)）．如圖甲所示為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為金屬薄板（電阻極�。�，其余四面由絕緣材料制成，左右兩側(cè)帶有接線柱．容器內(nèi)表面長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：

（1）用多用電表歐姆檔測(cè)量電阻時(shí)，紅黑表筆互換了插孔，這樣不會(huì)（填“會(huì)”或“不會(huì)”）影響測(cè)量結(jié)果；
（2）分別用多用電表歐姆擋的“×1k”、“×100”兩檔粗測(cè)水樣的電阻值時(shí)，表盤上指針如圖乙所示，則所測(cè)水樣的電阻約為1700Ω．
（3）為更精確地測(cè)量所取水樣的電阻，該小組從實(shí)驗(yàn)室中找到如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．電流表（量程5mA，電阻R_A為500Ω）
B．電壓表（量程15V，電阻R _v約為10kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約10Ω）
E．開關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請(qǐng)?jiān)诖痤}卷相應(yīng)位置的實(shí)物圖丙中完成電路連接．
（4）正確連接電路后，閉合開關(guān)，測(cè)得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，重復(fù)上述測(cè)量步驟，得出一系列數(shù)據(jù)如表所示．

U/V	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0	12.0
I/mA	0.73	1.43	2.17	2.89	3.58	4.30

由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可以求出待測(cè)水樣的電阻為2280Ω．據(jù)此可知，所測(cè)水樣沒達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（填“達(dá)到”或“沒達(dá)到”）
（5）在使用多用電表結(jié)束后，分別將選擇開關(guān)保留在如圖a、圖b和圖c所示的位置，其中圖a（填“a”或“b”或“c”）的位置是規(guī)范的．

Answer 1

分析 （1）測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部電源被接通，電流從多用電表內(nèi)部流出，因?yàn)殡娮璨环终��?fù)極，所以電流流向電阻哪一端無所謂，紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；
（2）圖乙中圖，指針示數(shù)乘以倍率，得出水樣的電阻；
（3）要精確測(cè)量電阻值，需要電路中電壓有較大的變化范圍，而滑動(dòng)變阻器阻值又遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻，滑動(dòng)變阻器要采用分壓接法；根據(jù)兩電表內(nèi)阻與水樣的電阻倍數(shù)關(guān)系，確定出采用電流表內(nèi)接法，即可完成電路連接；
（4）利用R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出每次的電阻R，再求平均值，求解水樣的電阻，由電阻定律求解電阻率，與達(dá)標(biāo)值為ρ≥200Ω•m比較，分析是否達(dá)標(biāo)
（5）交流電表使用完畢應(yīng)該將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”擋或者交流電壓的最大擋．

解答 解：（1）測(cè)量電阻時(shí)，多用電表內(nèi)部電源被接通，電流從多用電表內(nèi)部流出，因?yàn)殡娮璨环终��?fù)極，所以電流流向電阻哪一端無所謂，紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果；
（2）圖乙中圖，指針示數(shù)乘以倍率，得出水樣的電阻約為：1700Ω；
（3）因?yàn)橐�精確測(cè)量電阻值，需要電路中電壓有較大的變化范圍，而滑動(dòng)變阻器阻值又遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻，所以連線時(shí)滑動(dòng)變阻器要用分壓接法；又因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻已知，則采用電流表內(nèi)接法，電路連接如圖a所示．電路連接如上圖所示．

（4）利用R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出每次的電阻R，再求平均值，總電阻為2780Ω，又R=R_總-R_A=2280Ω
根據(jù)電阻定律：$R=ρ\frac{L}{S}$，代入數(shù)據(jù)得ρ=114Ω•m＜200Ω•m，故所測(cè)水樣沒達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．
（5）交流電表使用完畢應(yīng)該將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”擋或者交流電壓的最大擋，故選：a．
故答案為：
（1）不會(huì) （2）1700   （3）如圖所示：

（4）2280（2240～2300），沒達(dá)到
（5）a

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握歐姆表的讀數(shù)方法，以及掌握如何選擇電流表的內(nèi)外接、滑動(dòng)變阻器的分壓、限流接法．