18.實驗室有一個電學(xué)黑箱,其外形如圖1所示,箱體外有四個接線柱,箱蓋上有一個塑料滑塊.小明請同組的同學(xué)一起探究其內(nèi)部結(jié)構(gòu),實驗室老師提醒他們,內(nèi)部元件只有一個滑動變阻器和兩個定值電阻.滑動變組器只有兩個接線柱接入電路.
經(jīng)過討論,全組的意見是:先制作一個探測器,把這個探測器分別與黑箱外的接線柱相連.再根據(jù)測出的數(shù)據(jù),推測內(nèi)部的連接情況.
(1)甲組的小李組裝了探測器,如圖2所示,其中電源電壓為3V,電流表量程為0-0.6A.對于其中阻值為5Ω的電阻R,你認(rèn)為它的作用是保護電路,防止電流過大,燒壞電流表和電源.

同學(xué)們把探測器的E、F端分別與黑箱的接線柱連接,閉合開關(guān),移動滑塊,記下的數(shù)據(jù)如表:
測試次數(shù)與E、F連接的接線柱電流表示數(shù)/A
第1次A、B0.25~0.5
第2次A、C0.12~0.2
第3次A、D0.15~0.3
第4次B、C0.2
第5次B、D0.3
第6次C、D0.15
(2)在前三次測試中,只有一次未將滑動變阻器調(diào)到阻值最大、最小位置.是第1次.
(3)滑動變阻器的最大阻值為10Ω;
(4)請在圖3中作出箱內(nèi)各元件連接電路圖,并在定值電阻旁標(biāo)明其阻值.

分析 (1)如果沒有電阻R的話,探測器有被短路的可能,據(jù)此進行解答;
(2)由表格數(shù)據(jù)可知,BC、BD、CD間的電流是定值,則它們之間的電阻是定值電阻,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律分別求出它們之間的電阻,根據(jù)電阻判斷定值電阻的阻值和連接;由表格數(shù)據(jù)可知,AB、AC、AD間電流是變化的,則它們之間有滑動變阻器,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零電路中的電流最大,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出兩電阻接入電路中時電路中的最大電流,然后確定兩者的位置,再根據(jù)歐姆定律求出AB間電流最大時的阻值確定AB間的連接方式,進一步確定未將滑動變阻器調(diào)到阻值最大、最小位置;綜上分析確定電路連接方式.

解答 解:(1)如果沒有電阻R的話,探測器有被短路的可能,燒壞電流表和電源,故R的作用是保護電路,防止電流過大,燒壞電流表和電源;
(2)由表格數(shù)據(jù)可知,BC、BD、CD間的電流是定值,則它們之間的電阻是定值電阻,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,由I=$\frac{U}{R}$可得,BC、BD、CD間的電阻值分別為:
RBC=$\frac{U}{{I}_{BC}}$-R=$\frac{3V}{0.2A}$-5Ω=10Ω,RBD=$\frac{U}{{I}_{BD}}$-R=$\frac{3V}{0.3A}$-5Ω=5Ω,RCD=$\frac{U}{{I}_{CD}}$-R=$\frac{3V}{0.15A}$-5Ω=15Ω,
因RCD=RBC+RBD,
所以,BC間為一定值電阻阻值為10Ω,BD間為一定值電阻阻值為5Ω,CD間為兩電阻串聯(lián),
由表格數(shù)據(jù)可知,AB、AC、AD間電流是變化的,則它們之間有滑動變阻器,
當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零,10Ω的定值電阻R1和5Ω的定值電阻R2分別接入電路中時電路中的最大電流分別為:
I1=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{3V}{5Ω+10Ω}$=0.2A,I2=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{2}}$=$\frac{3V}{5Ω+5Ω}$=0.3A,
結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知,AC間滑動變阻器與10Ω的定值電阻串聯(lián),AD間滑動變阻器與5Ω的定值電阻串聯(lián),
因AB間電流最大時的阻值RAB=$\frac{U}{{I}_{AB}}$-R=$\frac{3V}{0.5A}$-5Ω=1Ω,小于兩定值電阻的阻值,
所以,AB間只有滑動變阻器,且未將滑動變阻器調(diào)到阻值最大、最小位置;
由第二次數(shù)據(jù)可知,電路中的電流最小為IAC′=0.12A,則滑動變阻器的最大阻值:
R=$\frac{U}{{I}_{AC}′}$-R-R1=$\frac{3V}{0.12A}$-5Ω-10Ω=10Ω;
綜上可知,AB之間只有滑動變阻器,AC間10Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),AD間5Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),BC間只有10Ω的定值電阻,BD間只有5Ω的定值電阻,CD間5Ω和10Ω的定值電阻串聯(lián),電路圖如下圖所示:

故答案為:
(1)保護電路,防止電流過大,燒壞電流表和電源;
(2)1;
(3)10Ω;
(4)如上圖所示.

點評 本題考查了黑匣子問題,涉及到串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用以及探測器串聯(lián)定值電阻的作用,分析表格數(shù)據(jù)得出連接方式和位置是本題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

8.(1)用如圖甲所示的器材判斷重力的方向是否豎直,緩慢改變木板的傾角,可觀察到懸線OA的方向不變(選填“不變”或“改變”).若要進一步驗證重力方向向下的結(jié)論,還應(yīng)進行的操作是如圖甲,剪短細(xì)線OA.

(2)用如圖乙所示的裝置探究二力平衡的條件,若卡片的重力對實驗造成了影響,這個影響是兩拉力不在一條直線上(或卡片三力平衡).
(3)將一根針插在底座上,把折成 V字形的鋁箔條水平架在針的頂端.當(dāng)帶電的塑料棒靠近鋁箔條的一端時,鋁箔條會旋轉(zhuǎn)起來,如圖丙所示,說明鋁箔條與帶電塑料棒帶同種(選填“同種”或“異種”)電荷,力可以改變物體的運動狀態(tài).鋁箔條的電荷沒有通過針轉(zhuǎn)移,說明底座是絕緣體(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

9.小華用如圖裝置觀察水蒸氣液化,加熱后見到球形燒瓶口冒出“白氣”,“白氣”是小水珠(填“水蒸氣”、“熱空氣”或“小水珠”).實驗中小華將裝有少量冰塊的金屬盤斜放在燒瓶口上方,觀察到金屬盤底部出現(xiàn)水珠,這是采用降低溫度方法使水蒸氣液化的.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

6.如圖所示為世界上最大的太陽能飛機“陽光動力2號”.飛機機翼表面呈明顯的弧狀結(jié)構(gòu),可使飛機在運動過程中機翼上表面的空氣流速大,壓強小(大/。,從而形成升力.飛機最大速度為140km/h,若要通過70km的距離,飛機至少需飛行30min.以飛行的飛機為參照物,地面是運動的(靜止的/運動的).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

13.閱讀短文,回答問題:水漫探測器

如圖甲所示的水浸探測器應(yīng)用電極浸水阻值變化的原理來進行積水探測,它可用于如游泳池、水箱等儲水設(shè)備及其他如地下室、倉庫、太陽能熱水器回水管口處等需要知道漏水或溢水的地方.根據(jù)積水情況自動報警或控制水泵抽水,探測器的主要部件是檢測金屬網(wǎng).
某同學(xué)將高為3h檢測金屬網(wǎng)豎立在容器中,設(shè)計如圖乙所示電路探究“檢測金屬網(wǎng)在電路中作用”,將ab接入圖乙電路時電流表無示數(shù),向容器中逐漸加入雨水.記錄檢測網(wǎng)浸入雨水中的深度與電流表的示數(shù),實驗數(shù)據(jù)記錄在表中.
檢測網(wǎng)浸入雨水中的深度Hh2h3h
電流表的示數(shù)I/A0.160.250.32
(1)分析實驗數(shù)據(jù)可知,雨水是導(dǎo)體(導(dǎo)體/絕緣體);
(2)檢測網(wǎng)浸入雨水中越深,可以理解為檢測網(wǎng)兩電極間有更多的電阻并聯(lián)(串聯(lián)/并聯(lián));
(3)下列說法中不正確的是B;
A.電路工作時,a處電流與b處電流相等 
B.檢測網(wǎng)浸入雨水中越深,ab間電阻越大
C.檢測網(wǎng)浸入雨水中越深,ab兩端電壓越小
D.檢測網(wǎng)浸入雨水中越深,電阻R的功率越大
(4)利用表中數(shù)據(jù)在圖丙坐標(biāo)系中作出檢測網(wǎng)浸入水中的深度與電流關(guān)系的圖象;
(5)圖丁是某同學(xué)設(shè)計的地下室自動排澇裝置的電路.在積水達(dá)到一定深度時,電動機啟動抽水.圖中A(A/B)代表的是水浸探測器.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:選擇題

3.下列說法中正確的是(  )
A.摩擦起電的實質(zhì)是創(chuàng)造了電荷
B.自由電荷移動形成電流
C.一根粗細(xì)均勻的鎳鉻合金絲切去一部分后,電阻值會變小
D.導(dǎo)體容易導(dǎo)電是因為導(dǎo)體中存在大量自由電子

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

10.閱讀《電磁波譜》,回答問題
電磁波譜
在我們賴以生存的空間環(huán)境中,存在著大量的電磁波.電磁波的波長有一個很寬的范圍,按照波長從長到短的順序,可分為無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等.
無線電波的波長從幾十千米到幾毫米,對我們的生活十分重要,其波段劃分為長波、中波、短波、微波,主要應(yīng)用于廣播,通信,導(dǎo)航,雷達(dá)等.
紅外線波長位于微波和可見光之間.紅外線不能直接引起視覺,一切動物、植物、地面、車輛等都在不停地發(fā)射紅外線.遙控器發(fā)出的紅外線信號,可用來遙控電視機、空調(diào)機等.利用電子儀器對接收到的信號進行處理,就可以探知被測物體的特征,這種技術(shù)叫做紅外線遙感.
可見光是電磁波中極少的一部分,由于這部分電磁波能夠作用于眼睛并引起視覺,所以叫做可見光.
紫外線是一種波長比可見光還短的電磁波.一切高溫物體都能夠發(fā)射紫外線,如太陽、弧光燈發(fā)出的光中就包含紫外線.與紅外線一樣,紫外線不能直接引起視覺.紫外線能殺死多種細(xì)菌,常用于醫(yī)院和食品消毒,被紫外線照射的某些物質(zhì)會發(fā)出熒光,紫外線的這種熒光作用可用來做防偽.
X射線是一種波長比紫外線還短的電磁波,它的穿透力很強.在工業(yè)上可用于檢查工件內(nèi)部是否有砂眼、裂紋等缺陷;醫(yī)學(xué)上可用來透視人體,檢查體內(nèi)的病變和骨骼情況.
γ射線是比X射線波長更短的電磁波,其穿透能力比X射線更強,因此,工業(yè)上常用來進行探傷;醫(yī)學(xué)上,則利用其強穿透能力來殺死病態(tài)細(xì)胞,治療癌癥等疾。
無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等合起來,構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜.電磁波譜中的所有成員在真空中的傳播速度都跟可見光一樣,描述電磁波的物理量有波長、頻率及波速,三者之間的關(guān)系式是:波速=波長×頻率.
請根據(jù)上述材料,回答下列問題:
(1)電磁波在我們的生活中有很重要的應(yīng)用,下列事例不是利用電磁波的是D
A.雷達(dá)測速           B.使用遙控器選擇電視頻道
C.交通的導(dǎo)航系統(tǒng)      D.病人看病時做的B超檢查
(2)電磁波在真空中的傳播速度為3×108m/s;
(3)大額鈔票上有用熒光物質(zhì)印刷的,在可見光下肉眼看不見,但用紫外線照射則會產(chǎn)生可見光,這也是一種防偽措施;(選填“紅外線”、“可見光”或“紫外線”)
(4)真空中,可見光的頻率大于無線電波的頻率.(選填“大于”或“小于”)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

7.小麗組在探究凸透鏡成像的規(guī)律時,使用的透鏡焦距為20cm,他們把蠟燭和凸透鏡分別放在如圖所示位置,然后調(diào)節(jié)光屏能接收到一個倒立、放大(放大/縮。┑南瘢竦奈恢迷60cm刻度處的右側(cè)(左/右).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

8.如圖所示,小明用一個滑輪組勻速提升重為200N的物體,物體在4s內(nèi)上升2m的過程中,人所用的拉力為125N,此過程中,物體上升的速度為0.5m/s,小明做的有用功是400J,拉力的功率是125W.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案