電學(xué)黑箱問題的探討

1、電學(xué)黑箱問題的探討電學(xué)暗箱問題解決大致可分為兩大類:一、箱內(nèi)無電源(純電阻)1、解決此類問題的思路方法是：(1)確定總電阻大小(2)確定箱內(nèi)電阻的連接方式。2、主要題型有：(1)電阻關(guān)系如果題目告訴我們了兩接線柱之間電阻的大小關(guān)系(具體大小或電阻之比)，則充分利用串、并聯(lián)電路中的電阻特點(diǎn)進(jìn)行分析，同時(shí)充分理解外部信息，包括數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，結(jié)合所學(xué)電學(xué)知識(shí)整體分析。特別是：如果兩接線柱之間電阻為0時(shí)，可直接用導(dǎo)線將其連接起來;如果兩接線柱之間電阻最小，則在之間放一個(gè)電阻。例1:如圖所示方框內(nèi)是由兩個(gè)阻值的電阻組成的電路，已知B、D間的電阻Rbd=0Q;AC間和CD間的電阻之比Rac:Rcd=2：1;

2、AB間的電阻Rab=6Q,請(qǐng)根據(jù)上述數(shù)據(jù)畫出方框內(nèi)白電路，并標(biāo)明各電阻值圖1圖2圖3例2:圖2中，電壓表的示數(shù)為6V,要使電流表示數(shù)為1A,現(xiàn)有R1=10Q、R2=15Q>R3=40的三個(gè)電阻可供使用.請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)選用合適的電阻完成符合題意的電路，要標(biāo)明電阻序號(hào)例3:圖3中盒內(nèi)有導(dǎo)線和3個(gè)阻值相同的電阻組成的部分電路，盒外四個(gè)接線柱1、2、3、4,已測得接線柱R12=1.5R13=3R24,而3、4之間無明顯電阻，試畫出方框內(nèi)電路結(jié)構(gòu)。(2)電流關(guān)系解題思路是把電流關(guān)系轉(zhuǎn)化為電阻關(guān)系，再按電阻關(guān)系處理。若電流發(fā)生變化，則電阻通常是并聯(lián)，也有可能原先是串聯(lián)，后來被短路了(外部電路另有開關(guān))

3、，若電壓發(fā)生變化，則電阻通常是串聯(lián)，電壓不變，則電阻通常是并聯(lián)。例4:如圖4所示，方框內(nèi)有四個(gè)阻值相同的電阻組成的電路，每個(gè)電阻阻值均在1KQ以上，當(dāng)用一節(jié)干電池I12=|14=|13/3,I23=|24=|34=|13/2。試回串聯(lián)一個(gè)不計(jì)內(nèi)阻的電流表去測定兩個(gè)接線柱之間的電流時(shí)，得出以下結(jié)論:出盒內(nèi)的電路圖。圖4例5:某電路如圖5所示，電源電壓保持不變，虛線框內(nèi)的電路中接有兩個(gè)阻值均為R的電阻，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為|,當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.5|。試在虛線框內(nèi)畫出電阻的一種可能的連接電路圖。例6:某電路如圖6所示，電源電壓保持不變，虛線框內(nèi)的電路中接有兩個(gè)阻值均為R的電阻，

4、當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為U,當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為0.5U,試在虛線框內(nèi)畫出電阻的一種可能的連接電路圖。若兩次示數(shù)士為U,試在虛線框內(nèi)畫出電阻的一種可能的連接電路圖。二、箱內(nèi)有電源和電阻(用電器)1、解決此類問題的思路方法是：(1)根據(jù)已知條件，研究電路情況(2)畫出電路圖。(3)檢查是否符合題意2、主要題型有：(1)小燈泡的亮暗變化解題思路：若兩個(gè)燈泡分別發(fā)光時(shí)，有公共端(與電源某極連接)，則先考慮并聯(lián)，若沒有公共端，則先考慮串聯(lián)。例7:某控制電路的一個(gè)封閉部件上，有三個(gè)接線柱A、B、C和電源、燈泡、電鈴各一只，如圖7所示。用導(dǎo)線連接A、C時(shí)，燈亮鈴不響；連接A、B時(shí)，鈴響燈不亮；

5、連接B、C時(shí)，燈不亮也不響。請(qǐng)你根據(jù)上述情況畫出這個(gè)部件白電路圖.1D圖7圖8例8:一個(gè)箱子面板上有一個(gè)電源、兩個(gè)小燈泡L1、L2和A、B、C、D四個(gè)接線柱，如圖8所示，它們用導(dǎo)線連接，若再拿一根導(dǎo)線在面板上連接A、B時(shí)，L1亮，L2燈不亮；連接CD時(shí)，L2亮，L1燈不亮燈；連接A、C時(shí)，L1、L2均亮，但亮度較暗；連接A、D和BC時(shí)燈均不亮，試畫出箱內(nèi)電路圖。例9:如圖9所示黑盒中裝有一節(jié)電池、一只電阻分別用導(dǎo)線與接線柱A、B、C、D連接，其連接方式不明，為了查明其連接情況，現(xiàn)有一個(gè)1.5V的小燈泡通過盒子外面的四個(gè)接線柱查明內(nèi)部連接方式出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下，畫出盒子內(nèi)連接方式。第一次實(shí)驗(yàn)：a

6、與A接牢，b接B燈不亮，b接C燈正常發(fā)光，b接D燈亮度變暗。k*一：本第二次實(shí)驗(yàn)：b與B接牢，a接A燈不亮，a接C燈正常發(fā)光，a接D燈亮度變暗。工仃口R請(qǐng)?jiān)趫D中畫出電路圖-(2)電壓類關(guān)系解題思路：充分利用串并連電路的電壓特點(diǎn)，首先考慮串聯(lián)的閉合回路：如果兩接線柱之間電壓為0時(shí)，可直接用導(dǎo)線將其連接起來；如果兩接線柱之間電壓等于其他電壓之和，則測量的是電源電壓。把電壓的關(guān)系轉(zhuǎn)換為電阻關(guān)系，在按電阻關(guān)系處理。例10:已知，黑匣子如圖，外有A、B、CD四個(gè)接線柱和兩個(gè)規(guī)格相同部分外露的燈泡，匣內(nèi)有兩節(jié)電池和若干導(dǎo)線，兩燈同時(shí)亮，這時(shí)用電壓表測量，Uab=3V,Uac=1.5V,LCc=1.5Vo在

7、虛線框內(nèi)畫出電路圖。圖10圖11A例11:如圖11所示的黑盒內(nèi)放有一個(gè)電源和三個(gè)阻值相等的電阻連成的電路。盒外有四個(gè)接線柱A、B、C、D用電壓表測得Uxef6V>Ucf4MUBcf2V,ULf0V畫出盒內(nèi)的電路。(3)純電源類解題思路：充分利用串并連電路的電壓特點(diǎn)。例11:黑匣子如圖1,外有A、B、C三個(gè)接線柱，內(nèi)部有兩節(jié)干電池和若干導(dǎo)線,用電壓表測電壓，分別有UAC=1.5V,UBC=1.5V,UAB=3V畫出黑匣子內(nèi)的電路圖。三、含有變阻器（電位器）類解題思路：根據(jù)電流的變化情況，計(jì)算電阻，轉(zhuǎn)換為電阻關(guān)系，確定接線柱的連接方式。若黑箱含有電源，則根據(jù)電壓的關(guān)系，轉(zhuǎn)換為電阻關(guān)系，確定接

8、線柱的連接方式。例12:某同學(xué)為探究一電視機(jī)上電位器的結(jié)構(gòu)，他將電位器的三個(gè)接線頭分別貼上A、B、C的字樣，如圖11甲所示，接著他的探究是：將B、C分別接在乙圖所示的電路的D、E點(diǎn)開關(guān)接通后轉(zhuǎn)動(dòng)電位器的旋鈕，電流表的示數(shù)不變，但比直接將DE連接時(shí)的電流小得多；將B與D相接，A與E相接，開關(guān)接通后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器的旋鈕，電流表的示數(shù)變大。圖11于是他在甲圖框中畫出電位器的符號(hào)（要與上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相符），請(qǐng)你再畫一次。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器旋鈕，相當(dāng)于圖中電位器的滑片向移動(dòng)。例13:圖甲是一個(gè)密封盒，盒內(nèi)是由兩個(gè)電阻和一些導(dǎo)線組成的電路，電路與盒外的四個(gè)接線柱A、RC、D相連，箱蓋上有一個(gè)塑料滑塊，某活動(dòng)

9、小組欲探究盒內(nèi)兩電阻的阻值和電路結(jié)構(gòu)，他們探究用的器材是電壓恒定不變的電源，量程是00.6A的電流表，阻值為5歐的定值電阻R以及若干導(dǎo)線，并組成圖乙虛線框內(nèi)所示的探測電路，圖乙中nn是從探測電路引出的兩根導(dǎo)線。探測時(shí)，他們首先將m與n直接連接，觀察到電流表的示數(shù)為0.6A,接下來將m與n與黑箱各接線柱連接，移動(dòng)滑塊，得到電流表的示數(shù)，記錄在表中。根據(jù)以上的操作和數(shù)據(jù)，寫出主要的分析過程，并在圖丙的盒子內(nèi)畫出盒內(nèi)的電路圖，并標(biāo)出電阻的阻值。實(shí)驗(yàn)次數(shù)mn連接的接線柱電流表的示數(shù)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、D0.2A第6

10、次CD0.2A0.6A例14:圖甲是一個(gè)密封盒，盒內(nèi)是由一個(gè)一些導(dǎo)線組成的電路，電路與盒外的四個(gè)接線柱20的定值電阻、一個(gè)最大阻值為40的滑動(dòng)變阻器、一個(gè)電源和A、B、C、D相連，箱蓋上有一個(gè)塑料滑塊，某活動(dòng)小組欲探究盒內(nèi)兩電阻的阻值和電路結(jié)構(gòu)，他們用一個(gè)量程是015V的電壓表，將電壓表與黑箱各接線柱連接，移動(dòng)滑塊，得到電壓表的示數(shù)，記錄在表中。根據(jù)以上的操作和數(shù)據(jù)，寫出主要的分析過程，并在圖丙的盒子內(nèi)畫出盒內(nèi)的電路圖，并標(biāo)出電阻的阻值。實(shí)驗(yàn)次數(shù)mn連接的接線柱電壓表的示數(shù)第1次A、B6V第2次A、C04V第3次A、D4V第4次B、C2-6V第5次B、D2V第6次CD0-4V乙能力提升1、圖1

11、是從某電子儀器折下來的密封盒子，已經(jīng)知道盒內(nèi)有三只電阻，A、B、C、D為四根引線?，F(xiàn)用多用電表測量，得知兩接線柱間的電阻Rc=20Q,FAc=30Q,Re=50，若用導(dǎo)線把BD連接后測得AD間電阻Rd=200。請(qǐng)?jiān)诜胶袃?nèi)畫出電阻的連接圖，并在圖中標(biāo)出每個(gè)電阻的阻值。圖1圖2圖32、一位同學(xué)在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，用電源、電壓表、電流表、開關(guān)各一只，兩個(gè)阻值相等的電阻和導(dǎo)線若干，設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，如圖2所示，當(dāng)虛線框內(nèi)開關(guān)由閉合到斷開時(shí)，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)由大變小，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出電阻和開關(guān)的連接圖。3、如圖3所示裝置上有三個(gè)相同的小燈泡Li,L2和L3以及接線柱A、B、C,將已用導(dǎo)線連接好的另一

12、只相同的燈泡L4和電池組串聯(lián)后引出的兩根導(dǎo)線去與接線柱相連，當(dāng)接AB寸，Li和L2不亮，L和L一樣亮，當(dāng)接BC時(shí)四個(gè)燈都亮，（IL3和L4亮一些，當(dāng)接ACM,L3不亮Li和LzL4都亮，但L4最亮,請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出電路圖。4、圖甲是一個(gè)密封盒，盒內(nèi)是由兩個(gè)電阻和一些導(dǎo)線組成的電路，電路與盒外的a、b、c、d四個(gè)接線柱相連,而接線柱b、c在盒內(nèi)已用導(dǎo)線相連，某活動(dòng)小組欲探究盒內(nèi)兩電阻的阻值和電路結(jié)構(gòu)，他們探究用的器材是：能輸出穩(wěn)定電壓的電池組，量程是00.6A的電流表，阻值為5歐的定值電阻R以及若干導(dǎo)線，并組成圖乙虛線框內(nèi)所示的探測電路，圖乙中mn是從探測電路引出的兩根導(dǎo)線。探測時(shí)，他們首先將m

13、與n直接連接，觀察到電流表的示數(shù)為0.6A,接下去的操作程序、方法和所得數(shù)據(jù)，記錄在表中。與胴、”相連的搜線柱電流表示數(shù)（人）七分接跖6兩根螺柱03分接cM網(wǎng)接蛾柱0.2股評(píng)分橫兩接戡柱O.b根據(jù)以上的操作和數(shù)據(jù)，寫出主要的分析過程，并在圖甲的盒子內(nèi)畫出盒內(nèi)的電路圖，并標(biāo)出電阻的阻值。5、黑匣子里有一個(gè)電源和五個(gè)阻值相同的電阻組成閉合電路。匣子外有四個(gè)接線柱，如圖4,用電壓表測電壓得到四個(gè)接線柱，用伏特表電壓得到U2=4V,5=7V,Um=2V,5=1V,請(qǐng)畫出盒子里的電路圖。圖4圖5圖66、如圖5是一個(gè)暗箱，A、B、C、D是四個(gè)接線柱，AB間有一開關(guān)S,已知AD間接游6V電源，另有3個(gè)阻值為

14、R1=2Q,R2=4Q,R3=6的電阻接在各接線柱之間。若在AC間接一電壓表，當(dāng)S斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為5V;當(dāng)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為4V,試畫出暗箱內(nèi)的電路圖。7、如圖6所示的方框內(nèi)有三個(gè)阻值是R的等值電阻，A、B、C為三根引出的導(dǎo)線，已知A和B間的阻值為R,A與C的阻值為1.5R,試畫出方框內(nèi)電阻連接的電路圖。8、如圖所示的方框內(nèi)有三個(gè)阻值是R的等值電阻，A、B、CD為三根引出的導(dǎo)線，已知A與C、B與C和B與D間的阻值為R,C、D的阻值為2R,A、D的阻值為3R試畫出方框內(nèi)電阻連接的電路圖。B9、實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)電學(xué)黑箱，其外形如圖1所示，箱體外有四個(gè)接線柱，箱蓋上有一個(gè)塑料滑塊.小明請(qǐng)同組的同

15、學(xué)一起探究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)室老師提醒他們，內(nèi)部元件只有一個(gè)滑動(dòng)變阻器和兩個(gè)定值電阻.滑動(dòng)變組器只有兩個(gè)接線柱接入電路.經(jīng)過討論，全組的意見是：先制作一個(gè)探測器，把這個(gè)探測器分別與黑箱外的接線柱相連.再根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，推測內(nèi)部的連接情況.(1)甲組的小李組裝了探測器，如圖2所示，其中電源電壓為3V,電流表量程為0-0.6A,對(duì)于其中阻值為5的電阻R你認(rèn)為他的作用是。實(shí)驗(yàn)次數(shù)E、F連接的接線柱電流表的示數(shù)第1次A、B0.25A0.5A第2次A、C0.12A0.2A第3次A、D0.15A0.3A第4次B、C0.2A第5次B、D0.3A第6次CD0.15A(2)在前三次測試中，只有一次未將滑動(dòng)變阻器調(diào)

16、到阻值最大、最小位置.是第_(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為;(4)請(qǐng)?jiān)趫D3中作出箱內(nèi)各元件連接電路圖，并在定值電阻旁標(biāo)明其阻值.10、如圖所示的電學(xué)黑箱中，有兩只電阻：定值電阻R)=8Q,另一為未知電阻Rx。由箱內(nèi)抽出三根引線a、b、co當(dāng)開關(guān)S與c閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)為1A,電壓表的讀數(shù)為8V;當(dāng)開關(guān)S與d閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)仍為1A,電壓表的讀數(shù)為10V,請(qǐng)?jiān)诤谙渲挟嫵鰞蓚€(gè)電阻和a、b、c的連接圖。由圖可知Rx=。11、如圖所示，電源電壓保持9V不變。R=16.50。圖中虛線框內(nèi)有兩個(gè)電阻器，阻值分另1J為R=6Q,a=2.5Q。(1)當(dāng)閉合開關(guān)S和S2、斷開S3時(shí)，電路的總功率為3.6W,

17、求通過K的電流大小。(2)當(dāng)斷開S,閉合S和S3時(shí)，電流表的示數(shù)為0.36A,通過計(jì)算，在虛線框內(nèi)畫出R和R接入電路的情況。(3)當(dāng)同時(shí)閉合S、&和S3時(shí)，求虛線框內(nèi)電阻的電功率。12、如圖所示，電源電壓保持12V不變。Rd=20Qo圖中虛線框內(nèi)有兩個(gè)電阻器，分別為。(1)當(dāng)閉合開關(guān)S和5、斷開&時(shí)，電壓表示數(shù)為4V,求通過R的電流大小。R=10Q,R>=20a(2)當(dāng)斷開G,閉合S1和&時(shí)，電路的總功率為3.6W,請(qǐng)通過計(jì)算,在虛線框內(nèi)畫出R和R接入電路的情況。(3)當(dāng)同時(shí)閉合S、&和S3時(shí)，求虛線框內(nèi)電阻的電功率。13、如圖所示的部分電路中，電源電壓為3V保持不變，a、b、c、為三個(gè)接線柱，現(xiàn)準(zhǔn)備有三個(gè)電阻:R=8Q,F2=6Q,R=3Q,將三個(gè)電阻按一定連接方式接入虛線框內(nèi)，閉合開關(guān)后，電流表示數(shù)為0.3A,斷開開關(guān)后，在70S內(nèi)產(chǎn)生了45J的熱量。(1)根據(jù)計(jì)算，在圖甲虛線框內(nèi)畫出三個(gè)電阻的電路圖。(2)若從三個(gè)電阻中選取兩個(gè)電阻繼而下圖中虛線框內(nèi)，使S閉合時(shí)電路的總功率是S斷開時(shí)電路的總功率的3倍。請(qǐng)你在下圖中畫出