电学黑箱问题举例

1、电学黑箱问题举例电学黑箱问题，往往就是给出电路中的几种电学现象，由于暗箱的种类变化多端，解无定法，所以在分析黑箱问题时，一般先判断黑箱内电阻的连接方式：若所测电压发生了变化， 电阻通常为串联； 若所测电流发生了变化， 则电阻可能并联，也可能是电阻原来串联， 后来一只电阻被短路（但电路中应有另一只开关） ，再由题中条件确定电阻的位置和数值。例1.如图1 所示的电学黑箱中，有两只电阻：定值电阻，另一为未知电阻。由箱内抽出三根引线a、 b、 c。当开关S 与c 闭合时，电流表的读数为 1A，电压表的读数为 8V；当开关 S 与 d 闭合时，电流表的读数仍为 1A，电压表的读数为 10V，请在黑箱中画

2、出两个电阻和 a、b、c 的连接图。 由图可知，Rx _。图 1解析：因为暗箱中只有两个电阻，所以它们可能是串联也可能是并联。由图1 可知，当开关S与 d 点连接时，电压表测量的是电源电压，读数为10V；当 S与 c 闭合时，电压表的示数小于电源电压，因此判断这两个电阻只能串联在a、b 间。当开关 S 与 c 连接时，电流表示数仍为 1A，电压表示数为 8V，则可断定 b、 c 间的电阻为 8，即 b、c 间的电阻就是 R0 ，电路如图 2 所示。当 S 与 d 相连时，电路连接方式不变，所以电流表读数仍为 1A，由于电源电压等于 10V，R0 两端的电压等于8V，所以Rx 电压等于2V，因此

3、，。例2.如图3 所示，电源电压为图 29V 保持不变， R016.5 ，图中虚线框中有两个电阻，阻值分别是流表 A 的读数为 0.4A；当 S1 断开、 S2 和请通过计算，在图中虚线框内画出R1 和。当开关 S1 和 S2 闭合、 S3 断开时，电S3 闭合时，电流表A 的读数为 0.36A 。R2 接入电路的情况。图 3解析：根据题意，当开关 S1 和 S2 闭合、 S3 断开时，电流表 A 的读数为 0.4A ；由于电源电压是 9V，根据欧姆定律公式 I=U/R 可知，电路中的电阻是 R=U/I=9V/0.4A=22.5 。此时虚线框内应连接的电阻是，即 R1 的电阻值。当S1 断开、

4、 S2 和 S3 闭合时，电流表 A 的读数为 0.36A 。根据欧姆定律公式 I=U/R 可知，电路中的电阻是，此时虚线框内应连接的电阻是，此时恰好是。即是 R1 和 R2 串联。电路连接如图 4 所示。图 4例 3.如图 5 所示，电压表示数为 6V，要使电流表示数为1A，现有，三个电阻，试在方框内选用合适的电阻，画出符合题意的电路图。图 5解析：本题要求在方框内的等效电阻是 6，三个电阻不可能串联（因为每个电阻都大于 6），三个电阻也不可能是并联（因为总电阻小于 6），只有通过两个不同的电阻并联达到目的。不妨任意从 R1、R2、 R3 三个电阻中选择两个电阻并联，让其等效电阻成为 6，计

5、算结果只有让电阻 R1 与 R2 并联，其组成电路如图 6 所示。图 6例 4. 图 7 甲是一个密封盒，盒内是由 2 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， 他们使用的器材是： 能输出稳定电压的电池组、量程是 00.6A 的电流表，阻值为 5的定值电阻 R以及若干条导线，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。甲 乙图 7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，记录在下表中：与 m、n 相连的接线柱电流表示数/Am、n 分接a、b 接线柱0.3m、n 分接c、d 接线柱0.2m、n 分接a、d 接线柱0.15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，并标出电阻值。解析：根据将 m、n 直接连接，电流表的示数为0.6A ，由欧姆定律 U=IR可判断出电源电压为3V。根据将 m、n 分接 a、b 两接线柱，电流表示数为0.3A ，由欧姆定律可判断出a、b 间应接有 5的电阻。根据将 m、n 分接 c、d 两接线柱，电流表示数为0.2A ，由欧姆定律可判断出c、d 间应接有 10的电阻。根据将 m、n 分接 a、 d 两接线柱，电