Question

运用所学电学知识解决问题：
（1）如图的电路盒面板上有两个灯L₁、L₂，两个开关S₁、S₂，一个电压表、一个电流表，电源．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验

闭合的开关	S1	S2	S1、S2
L1的发光情况	亮	不亮	亮
L2的发光情况	亮	不亮	不亮
电流表的示数	有示数0.18A	无示数	有示数0.38A
电压表的示数	有示数1.0V	无示数	有示数2.6V

请在上面的方框内画出电路图．
（2）如图是大型电子地磅的电路图．
①当称重物时，在压力作用下滑片P向

下

端滑动，变阻器连入电路的电阻

小

，电流表（重量表）的示数将

大

．
②电源电压6V，R₀为保护电阻．闭合开关S，不称量重物时，滑片P在变阻器的顶端，电流表示数为0.2A；当称量重物最大时，滑片P在变阻器的底端，电流表示数为0.6A．求：R₀的阻值多大？当称量某一重物时，电流表的示数为0.3A，则此时R₁接入电路中的阻值多大？
（3）如图所示，把一根铁丝的两端分别与两根铜丝相连，再与一灵敏电流表串联成闭合电路．然后把一个接点A放在盛有冰水混合物的烧杯中，另一个接点B用火焰加热时，发现电流表的指针发生偏转，表明闭合电路中有电流，即AB之间存在一定的电压，这样的电路叫热电偶电路．
下面是用某铁--康铜热电偶电路实验测量的数据．

接点A的温度TA/℃	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
接点B的温度 TB/℃	50	100	150	200	240	280	300	400	500	600
AB之间的电压U/mV	2.5	5.0	7.5	10.0	12.0	14.0	15.0	20.0	25.0	30.0

①从数据可以发现，热电偶电路实际上是一个电源，它提供的电压大小与

①

有关，而且

温差越大

，电压越大；它的电能是由

内

能转化而来的．
②若将图中电流表换成电压表，并且，知道了电压表数值与温度值之间的对应关系，就可以通过电压表得知B的

温度

，用此装置就可以检测元件的

温度

．
③利用热偶电路中电流与两接点间的温度差的关系可以制成热电偶温度计，根据上述实验数据，分析铂-铑合金热电偶温度计与通常的水银温度计相比有哪些优点？（只要说出一点）

Answer 1

分析：（1）对照表格中的现象，逐一确定各元件所起的作用，必要时做出假设进行分析；
（2）①当压力变化时改变的是滑动变阻器的阻值，从而导致电路中的电流变化，这样通过观察电流表就可以称出物体的质量；
②滑片到达底端时，电路中只有R₀，直接利用欧姆定律的变形公式即可求出R₀的阻值；
当称量某一重物时，电流表的示数为0.3A，先跟据欧姆定律的变形公式求出R₀两端的电压，再根据串联电路电压的特点和欧盟定律即可求出R₁接入电路中的阻值；
（3）①仔细观察表格数据，找出AB之间电压随两点间温度的变化关系；因为电源就是将其它形式的能转化为电能的装置，所以从能量转化角度，热电偶转化成的电能应是由铁丝的内能转化来的；
②电压的大小反映温度的高低；
③从表格中还可知，温度差可达600℃，故它的优点是测量范围大．

解答：解：（1）依次分析表中的数据与现象可以看出，当S₂单独闭合后，所有元件均不工作，说明它的位置不在干路，只能控制个别元件的工作；
当S₁单独闭合后，所有元件均工作，说明它控制着整个电路的通断；
当S₁S₂同时闭合时，灯L₂不亮，说明它被短路，并通过电压表示数的变化可知，这不是一个并联电路，是一个串联电路，S₁控制整个电路，S₂与L₁并联，电压表测L₂两端的电压，电流表测电路中的电流．如图所示．

（2）①当压力增大时，滑动变阻器的滑片P向下滑动，此时连入电路的电阻变小，电路中的电流增大．
②∵I=

U

R

∴R₀=

U

I最大

6V

0.6A

=10Ω；
U₀=IR₀=0.3A×10Ω=3V，
此时R₁接入电路中的阻值：R=

U-U0

I

=

6V-3V

0，3A

=10Ω；
（3）①从表格中可以看出，热电偶电路实际上是一个电源，它提供的电压大小与接点AB间的温差有关，温差越大，AB两点间的电压越大，说明热电偶转化为的电能越多，而装置是通过保持两点间要有不同的温度而形成的，故它是将内能转化为电能的装置；
②若将图中电流表换成电压表，并且，知道了电压表数值与温度值之间的对应关系，就可以通过电压表得知B的温度，用此装置就可以检测元件的温度；
③因为两点间的温差可达到600℃，因此测量范围大．
故答案为：（2）①下；小；大；②R₀的阻值为10Ω；当称量某一重物时，电流表的示数为0.3A，则此时R₁接入电路中的阻值为10Ω；（3）①接点AB间的温差；温差越大；内；②温度；温度；③测量范围大．

点评：（1）是一个较有难度的题目，必须通过表格中的现象与数据，明确开关的作用、电压表、电流表的测量对象、判断出电路的串并联性质，最后画出电路图，多做一些有益的假设可帮助我们做出判断．
（2）关键是通过题中信息，认真阅读题意所给的材料和表格，才能得到与题中问题有关的答案．