電路中的“黑匣子”問題

1、電路中的“黑匣子問題在現(xiàn)在的2019年2019年中考中 ,有時為了考查學生的分析問題、解決問題的能力 ,以及運用所學知識解決問題的知識遷移能力 ,表達科學探究的新課程理念 ,在2019年2019年中考電學中常出現(xiàn)“黑匣子的問題。所謂電路中的“黑匣子是指題目提供一些條件 ,根據(jù)所給條件設(shè)計出“黑匣子中的電路結(jié)構(gòu)。類型1 題目提供的條件全部是電阻及其阻值的大小 ,而且“黑匣子中沒有電源 ,設(shè)計“黑匣子中的電路結(jié)構(gòu)。例1 如圖1所示 ,是從某個儀器上拆下來的密閉盒子。盒內(nèi)有三只電阻 ,A、B、C、D為四根引線 ,用電表測得AC間的電阻RAC=20 ,CD間的電隊RCD=50 ,AD間的電阻RAD=3

2、0;假設(shè)用導線把BD連接后 ,測得AD間的電阻RAD=20 ,在盒內(nèi)畫出電阻的連接圖 ,并標出每個電阻的阻值。解析 題目中的20、30、50正好構(gòu)成一個串聯(lián)電路的電阻關(guān)系。因此 ,不妨設(shè)R1、R2、R3為串聯(lián) ,而且RAC+RAD=RCD ,調(diào)整A、B、C、D四個接線柱 ,滿足RAC= 20 ,RCD=50 ,RAD=30 ,如圖2 ,可知 ,Rl=20 ,R2 + R3=50 ,用導線連接BD后 ,R3被短路 ,RAD=R2=20 ,所以R3=10 ,盒內(nèi)的電阻的連接圖如圖3。點評 題目中只提供電阻的阻值大小 ,應從電路中電阻的串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系著手 ,因為電阻的串聯(lián)或并聯(lián) ,根據(jù)其阻值的大小容

3、易判斷出電阻的連接方式。類型2 題目提供的條件有關(guān)電流的大小 ,而且“黑匣子中有電源 ,設(shè)計“黑匣子中的電路結(jié)構(gòu)。例2 密閉的盒內(nèi)有一個電源電壓為U且保持不變的電源 ,兩個定值電阻R1 ,和R2(Rl=2R2) ,導線假設(shè)干 ,它們分別與圖示虛線框(如圖4)中標有A、B、C、D的有關(guān)接線柱相連接。把一只電流表先后接在有關(guān)接線柱間 ,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：假設(shè)把電流表接在接線柱B、C間 ,電流表指針偏轉(zhuǎn)到某一位置(設(shè)這時的示數(shù)為I)。假設(shè)把電流表接在接線柱A、D間 ,它的示數(shù)變?yōu)镮 / 2。假設(shè)把電流表接在接線柱A、C間 ,它的示數(shù)變?yōu)镮 / 3。試根據(jù)上述瀏試結(jié)果 ,畫出虛線框內(nèi)有關(guān)接線柱間電源、電阻或?qū)?/p>

4、線的連接情況 ,并標明R1、R2。解析 把電流表接在接線柱B、C間 ,電流表指針偏轉(zhuǎn) ,示數(shù)為I ,說明B、C間有電源 ,有電阻。 把電流表接在接線柱A、D間 ,其示數(shù)為I / 2 ,說明A、D間既有電源又有電阻 ,同時A、D間的電阻是B、C間電阻的2倍。把電流表接在接線柱A、C間 ,它的示數(shù)為I / 3 ,說明A、C間既有電源又有電阻 ,同時A、C間的電阻是B、C間電阻的3倍。同時 ,根據(jù)題目中的條件R1=2R2 ,說明A、C間的電阻是Rl和R2的串聯(lián)。根據(jù)以上分析：RAD=2RBC ,RAC=3RBC ,所以B、C間的電阻為R2;A、D間的電阻為R1。虛線框內(nèi)的連接如圖5所示。點評 題目中提供有關(guān)電流表測出的電流大小 ,應根據(jù)電流的大小計算出接線柱之間的電阻的大小 ,從而根據(jù)串聯(lián)電路、并聯(lián)電路中的電阻的關(guān)系 ,根據(jù)其阻值的大小容易判斷出電阻的連接方式?！昂谙蛔宇}目 ,屬