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”

◎ 题目

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     s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Rx ,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10 kΩ
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Rx的计算公式Rx=             ;说明公式中各物理量的意义:                
                                                            

◎ 答案

(1)   直流电压    
(2)   1.5  
(3)
①电路原理图如图所示。
② U/I-R0;   U为电压表读数,I为电流表读数,R0电阻箱读数

◎ 解析

选择多用电表直流电压档判断它是否为电池。当通以0.45A电流时约6s钟爆炸,说明6s钟产生的热量为0.452×R×6J,用5.4V的电压给它充电时,电流为0.9A,由0.92×R×t=0.452×R×6J,解得t=1.5s。电路设计为分压电路,电流表外接。由欧姆定律,U/I=R0+Rx

◎ 知识点

    专家分析,试题“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”…”主要考查了你对  【实验:练习使用示波器】,【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】,【实验:伏安法测电阻】,【实验:探究影响导体电阻的因素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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