Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖甲所示的電路來探究電學(xué)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件，已知該電學(xué)黑箱可能有電容器、電感線圈、定值電阻三種電學(xué)元件，在接線柱間以如圖乙所示的“Z”字連接，且相鄰兩接線柱間只有一個(gè)元件.

(1)小明同學(xué)分別將黑箱接線柱AB、BC、CD接入甲電路中，閉合開關(guān)S，計(jì)算機(jī)顯示出電流傳感器的輸出電流隨時(shí)間變化的圖像分別如a、b、c所示，則_____(選填：AB、BC、CD)間接入的是定值電阻。

(2)小聰同學(xué)為了進(jìn)一步精確測(cè)量黑箱內(nèi)定值電阻的阻值，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，其中：

A是電流表(量程為0.20mA，內(nèi)阻約為100Ω)

R是電阻箱(阻值范圍0~999.9Ω)

R1是滑動(dòng)變阻器

R2是保護(hù)電阻

E是直流電源(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì))

單刀單擲開關(guān)2只，導(dǎo)線若干

①調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱接入電路中的阻值為90.7Ω，只閉合S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電流表讀數(shù)為0.15mA；然后保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，再閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電阻箱的阻值為186.3Ω時(shí)，電流表的讀數(shù)仍為0.15mA，則黑箱內(nèi)定值電阻的阻值為_______Ω。

②上述實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，都要保證電路安全，則在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R應(yīng)選用_________(選填答案番號(hào))

A.200kΩ B. 20kΩ C. 10kΩ D. 20Ω

③下面提供最大阻值不同的四個(gè)滑動(dòng)變阻器供選用，既要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求，又要調(diào)整方便，滑動(dòng)變阻器是最佳選擇________(選填答案番號(hào)).

Answer 1

【答案】 (1)C； (2)① 95.6； ② B； ③ C；

【解析】(1).由圖a看出，a接入電路時(shí)有瞬間的電流，電容器充電過程有短暫的電流，電路穩(wěn)定后電路中沒有電流，說明AB間是電容器；由b圖看出，此元件接入電路時(shí)，電流逐漸增大，是由于線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙作用，電流只能逐漸增大，說明BC間是電感線圈；從c圖看出，此元件接入電路時(shí)電流恒定不變，說明CD是定值電阻；

(2). ①由于電路中的電流不變，根據(jù)歐姆定理可知電阻不變，則有，解得黑箱內(nèi)定值電阻的阻值為

②由閉合電路歐姆定律可知，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，都要保證電路安全，保護(hù)電阻R應(yīng)選用，故選B；

③由于電路采用限流式，所以，既要滿足上述實(shí)驗(yàn)要求，又要調(diào)整方便，滑動(dòng)變阻器是最佳選擇10，故選C。