Question

【题目】某学习小组的同学用如图甲所示的电路来探究电学黑箱内的电学元件，已知该电学黑箱可能有电容器、电感线圈、定值电阻三种电学元件，在接线柱间以如图乙所示的“Z”字连接，且相邻两接线柱间只有一个元件.

(1)小明同学分别将黑箱接线柱AB、BC、CD接入甲电路中，闭合开关S，计算机显示出电流传感器的输出电流随时间变化的图像分别如a、b、c所示，则_____(选填：AB、BC、CD)间接入的是定值电阻。

(2)小聪同学为了进一步精确测量黑箱内定值电阻的阻值，设计了如图丙所示的电路，其中：

A是电流表(量程为0.20mA，内阻约为100Ω)

R是电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)

R1是滑动变阻器

R2是保护电阻

E是直流电源(电动势4V，内阻不计)

单刀单掷开关2只，导线若干

①调节电阻箱，使电阻箱接入电路中的阻值为90.7Ω，只闭合S1，调节滑动变阻器，电流表读数为0.15mA；然后保持滑动变阻器的滑片位置不动，再闭合S2，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为186.3Ω时，电流表的读数仍为0.15mA，则黑箱内定值电阻的阻值为_______Ω。

②上述实验中，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都要保证电路安全，则在下面提供的四个电阻中，保护电阻R应选用_________(选填答案番号)

A.200kΩ B. 20kΩ C. 10kΩ D. 20Ω

③下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用，既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器是最佳选择________(选填答案番号).

Answer 1

【答案】 (1)C； (2)① 95.6； ② B； ③ C；

【解析】(1).由图a看出，a接入电路时有瞬间的电流，电容器充电过程有短暂的电流，电路稳定后电路中没有电流，说明AB间是电容器；由b图看出，此元件接入电路时，电流逐渐增大，是由于线圈中产生自感电动势的阻碍作用，电流只能逐渐增大，说明BC间是电感线圈；从c图看出，此元件接入电路时电流恒定不变，说明CD是定值电阻；

(2). ①由于电路中的电流不变，根据欧姆定理可知电阻不变，则有，解得黑箱内定值电阻的阻值为

②由闭合电路欧姆定律可知，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都要保证电路安全，保护电阻R应选用，故选B；

③由于电路采用限流式，所以，既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器是最佳选择10，故选C。