Question

14．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1.5s钟爆炸（危险）．
（2）某兴趣小组发扬吴玉禄精神，用伏安法设计了一较准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R _x，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10kΩ
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R_x的计算公式R_x=$\frac{U}{I}$-R₀； U为电压表读数，I为电流表读数，R₀ 电阻箱读数；（可能用到的字母：示数为I₁、示数为I₂、示数为U₁、示数为U₂、电阻箱电阻为R₀）

Answer 1

分析 （1）运用焦耳定律求解，产生的热量相同时会产生爆炸；
（2）①电压能从零调节，则需选用滑动变阻器分压接法，然后根据电雷管的额定电流判断需不需要串联电阻；
②根据欧姆定律及串并联电路的规律进行分析，从而求出对应的计算表达式．

解答 解：（1）根据焦耳定律：Q=I²Rt
0.45²×5×6=（$\frac{5.4}{6}$））2×5t
得：t=1.5s
（2）①题目要求电压能从零调节，所以滑动变阻器选用分压接法；电雷管电流不能超过27mA，所以需要串联一个定值电阻或者可以显示阻值的电阻箱，故电路图如图所示．
②根据部分电路的欧姆定律：计算公式为R=$\frac{U}{I}$-R₀，U为电压表读数，I为电流表读数，R₀为电阻箱读数．
故答案为：（1）1.5（2）①如图 ②$\frac{U}{I}$-R₀； U为电压表读数，I为电流表读数，R₀ 电阻箱读数 

点评 本题考查了多用电表以及伏安法测电阻的灵活应用，源自课本又高于课本，有一定的能力要求；并结合了时事新闻，可以增强学生的学习兴趣．