题目

题型：不详难度：来源：

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R_x的计算公式R_x=             ；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+R_x