Question

9．某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率，以判断废水是否达到重金属离子排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω•m）．如图1所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内部长a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm．他将水样注满容器后，进行以下操作：

（1）他先后用多用电表欧姆挡的“×1k”、“×100”两个挡位粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图2中所示，则所测水样的电阻约为1800Ω．
（2）他从实验室中找到如下实验器材更精确地测量所获水样的电阻：
A．电流表（量程5mA，电阻R_A=800Ω）
B．电压表（量程15V，电阻R_V约为10.0kΩ）
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
请用铅笔线代替导线帮他在图3中完成电路连接．
（3）正确连接电路后，这位同学闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量得出一系列数据如下表所示，请你在图4坐标系中作出U-I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99.7Ω•m．据此可知，所测水样在电阻率这一指标上不达标（选填“达标”或“不达标”）．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆表的读数方法可求得电阻值；
（2）根据题目要求及给出的仪表可明确实验电路接法；
（3）根据描点法可得出对应的伏安特性曲线；根据图象性质可明确水样的电阻率．

解答 解：（1）图上欧姆表指针有两个位置，显然右边位置对应“×1 k”，左边位置对应“×100”，应按接近中间刻度的读数，刻度18乘以倍率100，
所以电阻为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；又因为待测电阻阻值与电压表内阻相差的倍数和待测电阻阻值与电流表相差的倍数相当，电流表内阻已知，则采用电流表内接法．
（3）让绝大多数的点在直线上，其余各点均匀地分布在直线两侧．
（4）由图线斜率可知，总电阻为2 794Ω，又R=R_总-R_A，根据电阻定律R=ρ$\frac{L}{S}$，代入数据得ρ=99.7Ω•m；
由此可知，所测水样在电阻率这一指标上不达标．
故答案为：（1）1 800；　（2）如图a；　（3）如图b；　（4）99.7，不达标．

点评 题考查自来水电阻率的测量；关键掌握欧姆表的读数方法，以及掌握如何选择电流表的内外接、滑动变阻器的分压、限流接法．