Question

運用所學電學知識解決問題：
（1）如圖的電路盒面板上有兩個燈L₁、L₂，兩個開關S₁、S₂，一個電壓表、一個電流表，電源．在不打開盒子的情況下，為探究盒內電路結構，進行了如下實驗

閉合的開關	S1	S2	S1、S2
L1的發光情況	亮	不亮	亮
L2的發光情況	亮	不亮	不亮
電流表的示數	有示數0.18A	無示數	有示數0.38A
電壓表的示數	有示數1.0V	無示數	有示數2.6V

請在上面的方框內畫出電路圖．
（2）如圖是大型電子地磅的電路圖．
①當稱重物時，在壓力作用下滑片P向

下

端滑動，變阻器連入電路的電阻

小

，電流表（重量表）的示數將

大

．
②電源電壓6V，R₀為保護電阻．閉合開關S，不稱量重物時，滑片P在變阻器的頂端，電流表示數為0.2A；當稱量重物最大時，滑片P在變阻器的底端，電流表示數為0.6A．求：R₀的阻值多大？當稱量某一重物時，電流表的示數為0.3A，則此時R₁接入電路中的阻值多大？
（3）如圖所示，把一根鐵絲的兩端分別與兩根銅絲相連，再與一靈敏電流表串聯成閉合電路．然后把一個接點A放在盛有冰水混合物的燒杯中，另一個接點B用火焰加熱時，發現電流表的指針發生偏轉，表明閉合電路中有電流，即AB之間存在一定的電壓，這樣的電路叫熱電偶電路．
下面是用某鐵--康銅熱電偶電路實驗測量的數據．

接點A的溫度TA/℃	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
接點B的溫度 TB/℃	50	100	150	200	240	280	300	400	500	600
AB之間的電壓U/mV	2.5	5.0	7.5	10.0	12.0	14.0	15.0	20.0	25.0	30.0

①從數據可以發現，熱電偶電路實際上是一個電源，它提供的電壓大小與

①

有關，而且

溫差越大

，電壓越大；它的電能是由

內

能轉化而來的．
②若將圖中電流表換成電壓表，并且，知道了電壓表數值與溫度值之間的對應關系，就可以通過電壓表得知B的

溫度

，用此裝置就可以檢測元件的

溫度

．
③利用熱偶電路中電流與兩接點間的溫度差的關系可以制成熱電偶溫度計，根據上述實驗數據，分析鉑-銠合金熱電偶溫度計與通常的水銀溫度計相比有哪些優點？（只要說出一點）

Answer 1

分析：（1）對照表格中的現象，逐一確定各元件所起的作用，必要時做出假設進行分析；
（2）①當壓力變化時改變的是滑動變阻器的阻值，從而導致電路中的電流變化，這樣通過觀察電流表就可以稱出物體的質量；
②滑片到達底端時，電路中只有R₀，直接利用歐姆定律的變形公式即可求出R₀的阻值；
當稱量某一重物時，電流表的示數為0.3A，先跟據歐姆定律的變形公式求出R₀兩端的電壓，再根據串聯電路電壓的特點和歐盟定律即可求出R₁接入電路中的阻值；
（3）①仔細觀察表格數據，找出AB之間電壓隨兩點間溫度的變化關系；因為電源就是將其它形式的能轉化為電能的裝置，所以從能量轉化角度，熱電偶轉化成的電能應是由鐵絲的內能轉化來的；
②電壓的大小反映溫度的高低；
③從表格中還可知，溫度差可達600℃，故它的優點是測量范圍大．

解答：解：（1）依次分析表中的數據與現象可以看出，當S₂單獨閉合后，所有元件均不工作，說明它的位置不在干路，只能控制個別元件的工作；
當S₁單獨閉合后，所有元件均工作，說明它控制著整個電路的通斷；
當S₁S₂同時閉合時，燈L₂不亮，說明它被短路，并通過電壓表示數的變化可知，這不是一個并聯電路，是一個串聯電路，S₁控制整個電路，S₂與L₁并聯，電壓表測L₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．如圖所示．

（2）①當壓力增大時，滑動變阻器的滑片P向下滑動，此時連入電路的電阻變小，電路中的電流增大．
②∵I=

U

R

∴R₀=

U

I最大

6V

0.6A

=10Ω；
U₀=IR₀=0.3A×10Ω=3V，
此時R₁接入電路中的阻值：R=

U-U0

I

=

6V-3V

0，3A

=10Ω；
（3）①從表格中可以看出，熱電偶電路實際上是一個電源，它提供的電壓大小與接點AB間的溫差有關，溫差越大，AB兩點間的電壓越大，說明熱電偶轉化為的電能越多，而裝置是通過保持兩點間要有不同的溫度而形成的，故它是將內能轉化為電能的裝置；
②若將圖中電流表換成電壓表，并且，知道了電壓表數值與溫度值之間的對應關系，就可以通過電壓表得知B的溫度，用此裝置就可以檢測元件的溫度；
③因為兩點間的溫差可達到600℃，因此測量范圍大．
故答案為：（2）①下；小；大；②R₀的阻值為10Ω；當稱量某一重物時，電流表的示數為0.3A，則此時R₁接入電路中的阻值為10Ω；（3）①接點AB間的溫差；溫差越大；內；②溫度；溫度；③測量范圍大．

點評：（1）是一個較有難度的題目，必須通過表格中的現象與數據，明確開關的作用、電壓表、電流表的測量對象、判斷出電路的串并聯性質，最后畫出電路圖，多做一些有益的假設可幫助我們做出判斷．
（2）關鍵是通過題中信息，認真閱讀題意所給的材料和表格，才能得到與題中問題有關的答案．