Question

【題目】某學習小組的同學用如圖甲所示的電路來探究電學黑箱內的電學元件，已知該電學黑箱可能有電容器、電感線圈、定值電阻三種電學元件，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元件.

(1)小明同學分別將黑箱接線柱AB、BC、CD接入甲電路中，閉合開關S，計算機顯示出電流傳感器的輸出電流隨時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)小聰同學為了進一步精確測量黑箱內定值電阻的阻值，設計了如圖丙所示的電路，其中：

A是電流表(量程為0.20mA，內阻約為100Ω)

R是電阻箱(阻值范圍0~999.9Ω)

R1是滑動變阻器

R2是保護電阻

E是直流電源(電動勢4V，內阻不計)

單刀單擲開關2只，導線若干

①調節電阻箱，使電阻箱接入電路中的阻值為90.7Ω，只閉合S1，調節滑動變阻器，電流表讀數為0.15mA；然后保持滑動變阻器的滑片位置不動，再閉合S2，調節電阻箱，當電阻箱的阻值為186.3Ω時，電流表的讀數仍為0.15mA，則黑箱內定值電阻的阻值為_______Ω。

②上述實驗中，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，都要保證電路安全，則在下面提供的四個電阻中，保護電阻R應選用_________(選填答案番號)

A.200kΩ B. 20kΩ C. 10kΩ D. 20Ω

③下面提供最大阻值不同的四個滑動變阻器供選用，既要滿足上述實驗要求，又要調整方便，滑動變阻器是最佳選擇________(選填答案番號).

Answer 1

【答案】 (1)C； (2)① 95.6； ② B； ③ C；

【解析】(1).由圖a看出，a接入電路時有瞬間的電流，電容器充電過程有短暫的電流，電路穩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，電流逐漸增大，是由于線圈中產生自感電動勢的阻礙作用，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，根據歐姆定理可知電阻不變，則有，解得黑箱內定值電阻的阻值為

②由閉合電路歐姆定律可知，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，都要保證電路安全，保護電阻R應選用，故選B；

③由于電路采用限流式，所以，既要滿足上述實驗要求，又要調整方便，滑動變阻器是最佳選擇10，故選C。