Question

14．中國機(jī)器人農(nóng)民發(fā)明家吳玉祿（被譽(yù)為中國的特斯拉）只有小學(xué)文化，為了給他的機(jī)器人吳老二找一個(gè)可充電電池，他在廢品站找到了一個(gè)象電池一樣有兩個(gè)電極的裝置，上面標(biāo)有“TNT”等字樣，他高興地拿回去充電，結(jié)果差點(diǎn)丟了性命．如果你是他的兒女，為了安全起見，你能給他提出一些建議或幫助嗎？
（1）經(jīng)核實(shí)該電雷管全電阻值為6Ω，其中電熱絲阻值為5Ω，引腳線長2m，阻值為1Ω，當(dāng)通以0.45A電流時(shí)約6s鐘爆炸，若吳玉祿用5.4V的電壓給它充電時(shí)理論上約1.5s鐘爆炸（危險(xiǎn)）．
（2）某興趣小組發(fā)揚(yáng)吳玉祿精神，用伏安法設(shè)計(jì)了一較準(zhǔn)確測量上述單只電雷管電阻的電路．準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材：
待測電雷管R _x，炸藥桶（保護(hù)作用，防爆破）
電流表A₁：量程0.5A、內(nèi)阻約0.5Ω
電流表A₂：量程30mA、內(nèi)阻約30Ω
電壓表V₁：量程30V、內(nèi)阻約10kΩ
電壓表V₂：量程2V、內(nèi)阻約3kΩ
滑動變阻器R：0～10Ω
電阻箱R₀：0～999.9Ω，0.1A
干電池E：電動勢E=1.5V，內(nèi)阻r約0.1Ω
電鍵S及導(dǎo)線若干，
①請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)較合理的電路原理圖，畫在規(guī)定方框內(nèi)，要求通過電雷管的電流不超過27mA，電壓能從零調(diào)節(jié)，盡可能減小誤差．
②并寫出R_x的計(jì)算公式R_x=$\frac{U}{I}$-R₀； U為電壓表讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，R₀ 電阻箱讀數(shù)；（可能用到的字母：示數(shù)為I₁、示數(shù)為I₂、示數(shù)為U₁、示數(shù)為U₂、電阻箱電阻為R₀）

Answer 1

分析 （1）運(yùn)用焦耳定律求解，產(chǎn)生的熱量相同時(shí)會產(chǎn)生爆炸；
（2）①電壓能從零調(diào)節(jié)，則需選用滑動變阻器分壓接法，然后根據(jù)電雷管的額定電流判斷需不需要串聯(lián)電阻；
②根據(jù)歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律進(jìn)行分析，從而求出對應(yīng)的計(jì)算表達(dá)式．

解答 解：（1）根據(jù)焦耳定律：Q=I²Rt
0.45²×5×6=（$\frac{5.4}{6}$））2×5t
得：t=1.5s
（2）①題目要求電壓能從零調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器選用分壓接法；電雷管電流不能超過27mA，所以需要串聯(lián)一個(gè)定值電阻或者可以顯示阻值的電阻箱，故電路圖如圖所示．
②根據(jù)部分電路的歐姆定律：計(jì)算公式為R=$\frac{U}{I}$-R₀，U為電壓表讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，R₀為電阻箱讀數(shù)．
故答案為：（1）1.5（2）①如圖 ②$\frac{U}{I}$-R₀； U為電壓表讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，R₀ 電阻箱讀數(shù) 

點(diǎn)評 本題考查了多用電表以及伏安法測電阻的靈活應(yīng)用，源自課本又高于課本，有一定的能力要求；并結(jié)合了時(shí)事新聞，可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．