中国机器人农民发明家吴玉禄(被誉为中国的特斯拉)只有小学文化,为了给他的机器人吴老二找一个可充电电池,他在废品站找到了一个象电池一样有两个电极的装置,上面标有“
题型:不详难度:来源:
中国机器人农民发明家吴玉禄(被誉为中国的特斯拉)只有小学文化,为了给他的机器人吴老二找一个可充电电池,他在废品站找到了一个象电池一样有两个电极的装置,上面标有“TNT”等字样,他高兴地拿回去充电,结果差点丢了性命。如果你是他的儿女,为了安全起见,你能给他提出一些建议或帮助吗? (1)经上网查找这是只工业电雷管,由电能转化成热能而引发爆炸的,利用了电流的热效应。给你一个多用电表你会选择 (直流电流,直流电压,电阻)挡来判断它是否为电池,可保证既安全又方便。 (2)经核实该电雷管全电阻值为6Ω,其中电热丝阻值为5Ω,引脚线长2m,阻值为1Ω,当通以0.45A电流时约6s钟爆炸,若吴玉禄用5.4V的电压给它充电时理论上约 s钟爆炸(危险)。 (3)某兴趣小组发扬吴玉禄精神,用伏安法设计了一实际精确测量上述单只电雷管电阻的电路.准备了以下实验器材:
待测电雷管Rx ,炸药桶(保护作用,防爆破) 电流表A1:量程0.5A 、内阻约0.5Ω 电流表A2:量程30mA、内阻约30Ω 电压表V1:量程30V、内阻约10 kΩ 电压表V2:量程2V、内阻约3kΩ 滑动变阻器R:0~10Ω 电阻箱R0:0~999.9Ω,0.1A 干电池E:电动势E=1.5V,内阻r约0.1Ω 电键S及导线若干, ① 请设计一个较合理的电路原理图,画在规定方框内,要求通过电雷管的电流不超过27mA,电压能从零调节,尽可能减小误差。 ② 并写出Rx的计算公式Rx= ;说明公式中各物理量的意义: 。
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答案
(1) 直流电压 (2) 1.5 (3) ①电路原理图如图所示。 ② U/I-R0; U为电压表读数,I为电流表读数,R0电阻箱读数 |
解析
选择多用电表直流电压档判断它是否为电池。当通以0.45A电流时约6s钟爆炸,说明6s钟产生的热量为0.452×R×6J,用5.4V的电压给它充电时,电流为0.9A,由0.92×R×t=0.452×R×6J,解得t=1.5s。电路设计为分压电路,电流表外接。由欧姆定律,U/I=R0+Rx |
举一反三
从下列器材中选择部分器材测量电压表的内阻和电源的电动势:A.待测电压表V:量程Um=3V,内阻约几千欧姆 | B.待测电源E:电动势约6~7V,内阻不计 | C.微安表μA:量程Im=300μA,内阻rG=300Ω | D.电阻箱R:0~9999.99 Ω | E.单刀单掷开关(S)一个,导线若干 (1)请选择适当的器材连接成实验电路,并在方框内画出实验电路图.
(2)连接好电路以后,闭合开关,调节电阻箱,当电压表指针满偏(即指针指到满刻度处)时,读取电阻箱的电阻为Rl=2000.00Ω;当电压表指针半偏(即指针指到满刻度的一半处)时,读取电阻箱的电阻为R2=6000.00Ω。由此可计算出电压表的内阻为 ,电源电动势为 . |
物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为0.75 W,额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压。他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压。根据测量数据已绘出灯泡的U – I图线,如图所示。
A.电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ) | B.电流表A1(量程150 mA,内阻约2Ω) | C.电流表A2(量程500 mA,内阻约0.6Ω) | D.滑动变阻器R1(0~20Ω) | E.滑动变阻器R2(0~100Ω) F.电源E(电动势4.0 V,内阻不计) G.开关S和导线若干 H.待测灯泡L(额定功率0.75 W,额定电压未知) (1)在下面所给定的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择 (填“A1”或“A2”);滑动变阻器选择 (填“R1”或“R2”)。 (2)从图线上分析该灯泡的额定电压应为 V;这一结果大于开始时的计算结果,原因是 |
(12分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,器材有: a.粗细均匀的金属丝(长度x为1.1m,总电阻约5Ω) b.直流电源(1.5V,内阻不计) c.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω) d.电流表(量程300mA,内阻约为2Ω) e.电压表(1.5V,内阻约3kΩ) f.滑动变阻器(10Ω,1.0A) g.定值电阻(5.0Ω,1.0A) h.刻度尺、开关、导线若干 为了探究金属丝的电阻与长度的关系,甲、乙两位同学选择以上部分器材设计如图(a)所示电路:
甲同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x,调整滑动变阻器的触头位置,同时保持电压表示数不变,读出对应的电流表示数,通过计算得到金属丝电阻R甲。得到具体数据如表格一所示。
表格一
| 金属丝长度/cm
| 20.0
| 40.0
| 60.0
| 80.0
| 100.0
| 金属丝电阻/Ω
| 2.2
| 2.6
| 3.2
| 4.0
| 5.0
| 乙同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x,调整滑动变阻器的触头位置,同时保持电流表示数不变,读出对应的电压表示数,通过计算得到金属丝电阻R乙。得到具体数据如表格二所示,乙同学根据实验数据在坐标纸内画出R-x图钱,如图(b)所示。
表格二
| 金属丝长度/cm
| 20.0
| 40.0
| 60.0
| 80.0
| 100.0
| 金属丝电阻/Ω
| 1.0
| 2.1
| 3.0
| 3.9
| 5.0
| (1)在乙同学所描图线的R-x图(答题卷的R~x图)中,根据甲同学的实验数据描出R-x图线
(2)乙同学应选电流表 (填器材序号,如a、b、C等) (3)结合R-x图分析甲、乙两位同学的测量方案谁更合理,并简要说明原因。 (4)若甲同学在保持电压不变的测量方案下,为了尽量减少温度变化对实验造成的影响,从题中给出的器材中选择所需器材,并设计改进电路?将改进后的电路图画在答题纸的虚线框中,并在各元件旁标上它的器材序号。 |
测一个待测电阻Rx(约200Ω)的阻值,除待测电阻外,实验室提供了如下器材: 电源E:电动势3V,内阻不计; 电流表A1 量程0~10mA、内阻r1约为50Ω; 电流表A2:量程0~500μA、内阻r2=1000Ω; 滑动变阻器R1:最大阻值20Ω、额定电流2A; 电阻箱R2:阻值范围0~9999Ω; ①由于没有提供电压表,为了测定待测电阻上的电压,应选电流表_____与电阻箱R2连接,将其改装成电压表. ②对于下列测量Rx的四种电路图,为了测量准确且方便应选图_______.
③实验中将电阻箱R2的阻值调到4000Ω,再调节滑动变阻器R1,两表的示数如下图所示,可测得待测电阻Rx的测量值是_______Ω |
(10分)为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5V、内电阻约500Ω),现提供下列器材:A.待测电源 | B.电压表V(0-3V,内阻约几千欧) | C.电流表A(10mA,RA=10Ω) | D.电阻箱R0(0-9999.9Ω) | E.滑动变阻器R1(0-20Ω) F.滑动变阻器R2(0-1000Ω) G.开关及导线 H.干电池若干节(内阻很小)
(1)实验中需要将电压表改装。首先测定其内阻,某同学采用图甲所示的电路,电源为干电池组,开关S闭合前,电阻箱R0的阻值应该调到___________(选填“零”或“最大”)。闭合开关,调节电阻箱,当电压表指针满偏时,阻值为R01=2950Ω;当电压表指针半偏时,阻值为R02=8900Ω。则电压表内阻RV=______Ω。 (2)采用图乙所示电路测量电源电动势和内阻。电阻箱R0与电压表串联构成量程为6V的电压表,则R0=_______________Ω;滑动变阻器应选____________________(选填“R1”或“R2”)。 (3)根据实验测得数据,作出电源路端电压U和电流I变化的图象如图丙所示,由图象可知E=___________V,r=________Ω。 |
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