电学黑箱问题的探讨

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1、电学黑箱问题的探讨电学暗箱问题解决大致可分为两大类：1、 箱内无电源（纯电阻）1、解决此类问题的思路方法是：（1）确定总电阻大小（2）确定箱内电阻的连接方式。2、主要题型有：（1）电阻关系如果题目告诉我们了两接线柱之间电阻的大小关系（具体大小或电阻之比），则充分利用串、并联电路中的电阻特点进行分析，同时充分理解外部信息，包括数据和现象，结合所学电学知识整体分析。特别是：如果两接线柱之间电阻为0时，可直接用导线将其连接起来；如果两接线柱之间电阻最小，则在之间放一个电阻。例1：如图所示方框内是由两个阻值的电阻组成的电路，已知B、D间的电阻RBD0；AC间和CD间的电阻之比RACRCD21；AB间的

2、电阻RAB6，请根据上述数据画出方框内的电路，并标明各电阻值. 图1 图2 图3例2：图2中，电压表的示数为6V，要使电流表示数为1A，现有R110、R215、R340的三个电阻可供使用. 请在虚线框内选用合适的电阻完成符合题意的电路，要标明电阻序号.例3：图3中盒内有导线和3个阻值相同的电阻组成的部分电路，盒外四个接线柱1、2、3、4，已测得接线柱R12=1.5R13=3R24，而3、4之间无明显电阻，试画出方框内电路结构。（2）电流关系解题思路是把电流关系转化为电阻关系，再按电阻关系处理。若电流发生变化，则电阻通常是并联，也有可能原先是串联，后来被短路了（外部电路另有开关），若电压发生变化

3、，则电阻通常是串联，电压不变，则电阻通常是并联。例4：如图4所示，方框内有四个阻值相同的电阻组成的电路，每个电阻阻值均在1K以上，当用一节干电池串联一个不计内阻的电流表去测定两个接线柱之间的电流时，得出以下结论：I12=I14=I13/3，I23=I24=I34=I13/2。试画出盒内的电路图。 图4 例5：某电路如图5所示，电源电压保持不变，虚线框内的电路中接有两个阻值均为R的电阻，当开关S闭合时，电流表的示数为I，当开关断开时，电流表示数为0.5I。试在虚线框内画出电阻的一种可能的连接电路图。例6：某电路如图6所示，电源电压保持不变，虚线框内的电路中接有两个阻值均为R的电阻，当开关S闭合时

4、，电压表的示数为U，当开关断开时，电压表示数为0.5U，试在虚线框内画出电阻的一种可能的连接电路图。若两次示数均为U，试在虚线框内画出电阻的一种可能的连接电路图。 图52、 箱内有电源和电阻（用电器）1、解决此类问题的思路方法是：（1）根据已知条件，研究电路情况（2）画出电路图。（3）检查是否符合题意2、主要题型有：（1）小灯泡的亮暗变化解题思路：若两个灯泡分别发光时，有公共端（与电源某极连接），则先考虑并联，若没有公共端，则先考虑串联。例7：某控制电路的一个封闭部件上，有三个接线柱A、B、C和电源、灯泡、电铃各一只，如图7所示。用导线连接A、C时，灯亮铃不响；连接A、B时，铃响灯不亮；连接B

5、、C时，灯不亮也不响。请你根据上述情况画出这个部件的电路图. 图7 图8例8：一个箱子面板上有一个电源、两个小灯泡L1、L2和A、B、C、D四个接线柱，如图8所示，它们用导线连接，若再拿一根导线在面板上连接A、B时，L1亮，L2灯不亮；连接C、D时，L2亮，L1灯不亮灯；连接A、C时，L1、L2均亮，但亮度较暗；连接A、D和B、C时灯均不亮，试画出箱内电路图。例9：如图9所示黑盒中装有一节电池、一只电阻分别用导线与接线柱A、B、C、D连接，其连接方式不明，为了查明其连接情况，现有一个1.5V的小灯泡通过盒子外面的四个接线柱查明内部连接方式出现的实验现象如下，画出盒子内连接方式。第一次实验：与A

6、接牢，b接B灯不亮，b接C灯正常发光，b接D灯亮度变暗。第二次实验：b与B接牢，接A灯不亮，接C灯正常发光，接D灯亮度变暗。请在图中画出电路图（2）电压类关系 图9解题思路：充分利用串并连电路的电压特点，首先考虑串联的闭合回路：如果两接线柱之间电压为0时，可直接用导线将其连接起来；如果两接线柱之间电压等于其他电压之和，则测量的是电源电压。把电压的关系转换为电阻关系，在按电阻关系处理。例10：已知，黑匣子如图，外有A、B、C、D四个接线柱和两个规格相同部分外露的灯泡，匣内有两节电池和若干导线，两灯同时亮，这时用电压表测量，UAB=3V，UAC=1.5V，UCD=1.5V。在虚线框内画出电路图。

7、图10 图11 例11：如图11所示的黑盒内放有一个电源和三个阻值相等的电阻连成的电路。盒外有四个接线柱A、B、C、D用电压表测得UAB=6V、UAC=4V、UBD=2V，UCD=0V画出盒内的电路。（3） 纯电源类 解题思路：充分利用串并连电路的电压特点。例11:黑匣子如图1，外有A、B、C三个接线柱，内部有两节干电池和若干导线，用电压表测电压，分别有UAC=1.5V，UBC=1.5V，UAB=3V，画出黑匣子内的电路图。 3、 含有变阻器（电位器）类解题思路：根据电流的变化情况，计算电阻，转换为电阻关系，确定接线柱的连接方式。 若黑箱含有电源，则根据电压的关系，转换为电阻关系，确定接线柱的

8、连接方式。例12：某同学为探究一电视机上电位器的结构,他将电位器的三个接线头分别贴上A、B、C的字样，如图11甲所示，接着他的探究是：将B、C分别接在乙图所示的电路的D、E点开关接通后转动电位器的旋钮，电流表的示数不变，但比直接将DE连接时的电流小得多；将B与D相接，A与E相接，开关接通后顺时针转动电位器的旋钮，电流表的示数变大。 图11于是他在甲图框中画出电位器的符号（要与上述实验现象相符），请你再画一次。顺时针转动电位器旋钮，相当于图中电位器的滑片向_移动。例13：图甲是一个密封盒，盒内是由两个电阻和一些导线组成的电路，电路与盒外的四个接线柱A、B、C、D相连，箱盖上有一个塑料滑块，某活动

9、小组欲探究盒内两电阻的阻值和电路结构，他们探究用的器材是电压恒定不变的电源，量程是00.6A的电流表，阻值为5欧的定值电阻R以及若干导线，并组成图乙虚线框内所示的探测电路，图乙中m、n是从探测电路引出的两根导线。探测时，他们首先将m与n直接连接，观察到电流表的示数为0.6A，接下来将m与n与黑箱各接线柱连接，移动滑块，得到电流表的示数，记录在表中。根据以上的操作和数据，写出主要的分析过程，并在图丙的盒子内画出盒内的电路图，并标出电阻的阻值。实验次数m、n连接的接线柱丙甲电流表的示数第1次A、B0.3A第2次A、C0.15A0.3A第3次A、D0.15A第4次B、C0.20.6A第5次B、D0.

10、2A第6次C、D0.2A0.6A例14：图甲是一个密封盒，盒内是由一个20的定值电阻、一个最大阻值为40的滑动变阻器、一个电源和一些导线组成的电路，电路与盒外的四个接线柱A、B、C、D相连,箱盖上有一个塑料滑块，某活动小组欲探究盒内两电阻的阻值和电路结构，他们用一个量程是015V的电压表，将电压表与黑箱各接线柱连接，移动滑块，得到电压表的示数，记录在表中。根据以上的操作和数据，写出主要的分析过程，并在图丙的盒子内画出盒内的电路图，并标出电阻的阻值。实验次数m、n连接的接线柱电压表的示数第1次A、B乙甲6V第2次A、C04V第3次A、D4V第4次B、C26V第5次B、D2V第6次C、D04V能力

11、提升1、图1是从某电子仪器折下来的密封盒子，已经知道盒内有三只电阻，A、B、C、D为四根引线。现用多用电表测量，得知两接线柱间的电阻RAC20，RAD=30，RCD=50，若用导线把BD连接后测得AD间电阻RAD20。请在方盒内画出电阻的连接图，并在图中标出每个电阻的阻值。 图1 图2 图32、一位同学在做电学实验时，用电源、电压表、电流表、开关各一只，两个阻值相等的电阻和导线若干，设计了一个电路，如图2所示，当虚线框内开关由闭合到断开时，电压表示数不变，电流表示数由大变小，请在虚线框中画出电阻和开关的连接图。3、如图3所示装置上有三个相同的小灯泡L1，L2和L3以及接线柱A、B、C，将已用导

12、线连接好的另一只相同的灯泡L4和电池组串联后引出的两根导线去与接线柱相连，当接AB时，L1和L2不亮，L3和L4一样亮，当接BC时四个灯都亮，但L3和L4 亮一些，当接AC时，L3不亮L1和L2、L4都亮，但L4最亮,请在虚线框内画出电路图。4、图甲是一个密封盒，盒内是由两个电阻和一些导线组成的电路，电路与盒外的a、b、c、d四个接线柱相连，而接线柱b、c在盒内已用导线相连，某活动小组欲探究盒内两电阻的阻值和电路结构，他们探究用的器材是：能输出稳定电压的电池组，量程是00.6A的电流表，阻值为5欧的定值电阻R以及若干导线，并组成图乙虚线框内所示的探测电路，图乙中m、n是从探测电路引出的两根导线

13、。探测时，他们首先将m与n直接连接，观察到电流表的示数为0.6A，接下去的操作程序、方法和所得数据，记录在表中。根据以上的操作和数据，写出主要的分析过程，并在图甲的盒子内画出盒内的电路图，并标出电阻的阻值。5、黑匣子里有一个电源和五个阻值相同的电阻组成闭合电路。匣子外有四个接线柱，如图4，用电压表测电压得到四个接线柱，用伏特表电压得到U12=4V，U13=7V，U34=2V，U42=1V,请画出盒子里的电路图。 图4 图5 图66、如图5是一个暗箱，A、B、C、D是四个接线柱，AB间有一开关S，已知AD间接游6V电源，另有3个阻值为R1=2，R2=4，R3=6的电阻接在各接线柱之间。若在AC间接一电压表，当S断开时，电压表示数为5V；当S闭合时，电压表示数为4V，试画出暗箱内的电路图。7、如图6所示的方框内有三个阻值是R的等值电阻，A、B、C为三根引出的导线，已知A和B间的阻值为R，A与C的阻值为1.5R，试画出方框内电阻连接的电路图。