Question

16．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≥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）用多用电表欧姆档测量电阻时，红黑表笔互换了插孔，这样不会（填“会”或“不会”）影响测量结果；
（2）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1700Ω．
（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5mA，电阻R_A为500Ω）
B．电压表（量程15V，电阻R _v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
请在答题卷相应位置的实物图丙中完成电路连接．
（4）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/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

由以上测量数据可以求出待测水样的电阻为2280Ω．据此可知，所测水样没达到排放标准（填“达到”或“没达到”）
（5）在使用多用电表结束后，分别将选择开关保留在如图a、图b和图c所示的位置，其中图a（填“a”或“b”或“c”）的位置是规范的．

Answer 1

分析 （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；
（3）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，滑动变阻器要采用分压接法；根据两电表内阻与水样的电阻倍数关系，确定出采用电流表内接法，即可完成电路连接；
（4）利用R=$\frac{U}{I}$计算出每次的电阻R，再求平均值，求解水样的电阻，由电阻定律求解电阻率，与达标值为ρ≥200Ω•m比较，分析是否达标
（5）交流电表使用完毕应该将选择开关旋转到“OFF”挡或者交流电压的最大挡．

解答 解：（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：1700Ω；
（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a所示．电路连接如上图所示．

（4）利用R=$\frac{U}{I}$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：$R=ρ\frac{L}{S}$，代入数据得ρ=114Ω•m＜200Ω•m，故所测水样没达到排放标准．
（5）交流电表使用完毕应该将选择开关旋转到“OFF”挡或者交流电压的最大挡，故选：a．
故答案为：
（1）不会 （2）1700   （3）如图所示：

（4）2280（2240～2300），没达到
（5）a

点评 解决本题的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．