中国机器人农民发明家吴玉禄只有小学文化.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．

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压（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1.5s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较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．请标明所选用器材符号．
②写出R_x的计算公式R_x=$\frac{U}{I}{-R}_{0}^{\;}$．

分析本题（1）应明确应用电压挡来测量未知电学元件，不能用电流挡或欧姆档来测量；题（2）根据焦耳定律即可求解；题（3）①首先根据电源电动势的大小选择出电压表，根据电路要求的最大电流可知应将待测电阻与电阻箱串联，再根据求出的串联电阻判定电流表应用外接法；根据电路要求电压从零调可知变阻器应采用分压式接法；题②根据欧姆定律求出待测电阻即可．

解答解：（1）应用多用电表的电压挡来判断未知装置是否为电池比较安全，所以应选择电压挡；
（2）设理论上经过t秒时间发生爆炸，根据Q=${I}_{\;}^{2}Rt$，应有：${0.45}_{\;}^{2}×5×6$=$（\frac{U}{6}）_{\;}^{2}×5t$，解得t=1.5s；
（3）①根据电源的电动势为1.5V可知，电压表应选择${V}_{2}^{\;}$；
根据题目要求通过电雷管的电流不超过27mA可知，电流表应选择${A}_{2}^{\;}$；
根据欧姆定律可求出待测电阻两端的最大电压为${U}_{max}^{\;}$=${{I}_{A}^{\;}R}_{x}^{\;}$=27${×10}_{\;}^{-3}×6V$=0.16V，远小于电压表的量程，所以待测电阻应与电阻箱${R}_{0}^{\;}$串联后接在电压表两端，此时串联后的待测电阻最大为${R}_{x}^{′}$=$\frac{1.5}{27{×10}_{\;}^{-3}}Ω$=56Ω，由于满足，所以电流表应用外接法；
根据实验要求电压从零调，所以变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：

②由电路图根据欧姆定律应有：U=I（${R}_{x}^{\;}{+R}_{0}^{\;}$），解得${R}_{x}^{\;}$=$\frac{U}{I}{-R}_{0}^{\;}$
故答案为：（1）直流电压；（2）1.5；（3）①如图，②$\frac{U}{I}{-R}_{0}^{\;}$

点评应明确：①应通过估算设计电路连接情况；②当待测电阻满足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＞\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$时，电流表应用外接法，满足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}＜\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$时，电流表应用内接法；③当电路要求电压或电流从零调时，变阻器应采用分压式接法．