Question

【题目】有一个电学黑箱，其外形如左图所示，箱体外有A、B、C、D四个接线柱，箱体内部只有三个阻值分别为 20Ω，15Ω，10Ω的定值电阻。为了探究其内部结构，先组装一个电路，如右图所示，电源电压为3V，电流表量程为0-0.6A，电阻R的阻值为 5Ω，把这个电路的E、F 端分别与黑箱外的A、B、C、D 接线柱相连，根据电流表的示数，推测黑箱内部电阻的连接情况。

（1）把组装电路的E、F端与黑箱接线的A、C端连接时，电流表示数为0.12A，此时，黑箱内的电阻R=____Ω，整个电路的总电功率是______W。

（2）把组装电路的E、F端分别与黑箱的接线柱连接：与C、D端连接时，电流表示数为0.06A；与A、D端连接时，电流表示数为0.1A；与A、D端连接时，同时用导线把自B、D连接，电流表示数为 0.15A。

①如果把E、F与A、D端相连接，通电10s黑箱电路消耗的电能是多少J？ ____

②请画出电阻的连接图，并在图中标出每个电阻的阻值。

（________________）

Answer 1

【答案】20 0.36 3J

【解析】

(1)[1]把组装电路的E、F端与黑箱接线的A、C端连接时，电路的总电阻：

R总1==25Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，黑箱内的电阻：

R箱=R总1-R=25Ω-5Ω=20Ω，

[2]整个电路的总电功率：

P=UI1=3V×0.12A=0.36W；

(2)①[3]把E、F与A、D端相连接，通电10s黑箱电路消耗的电能：

W=UI3t=3V×0.1A×10s=3J；

②[4]把组装电路的E、F端分别与黑箱的接线柱连接：

与C、D端连接时，电路的总电阻

R总2==50Ω，

箱内的电阻为

50Ω-5Ω=45Ω；

与A、D端连接时，电路的总电阻

R总3==30Ω，

箱内的电阻为

30Ω-5Ω=25Ω；

与A、D端连接时，同时用导线把B、D连接，电路的总电阻

R总4==20Ω，

箱内的电阻为

20Ω-5Ω=15Ω；

综上可知，电阻的连接图如下图所示：