电路中的“黑匣子”问题

1、电路中的“黑匣子问题在现在的2019年2019年中考中 ,有时为了考查学生的分析问题、解决问题的能力 ,以及运用所学知识解决问题的知识迁移能力 ,表达科学探究的新课程理念 ,在2019年2019年中考电学中常出现“黑匣子的问题。所谓电路中的“黑匣子是指题目提供一些条件 ,根据所给条件设计出“黑匣子中的电路结构。类型1 题目提供的条件全部是电阻及其阻值的大小 ,而且“黑匣子中没有电源 ,设计“黑匣子中的电路结构。例1 如图1所示 ,是从某个仪器上拆下来的密闭盒子。盒内有三只电阻 ,A、B、C、D为四根引线 ,用电表测得AC间的电阻RAC=20 ,CD间的电队RCD=50 ,AD间的电阻RAD=3

2、0;假设用导线把BD连接后 ,测得AD间的电阻RAD=20 ,在盒内画出电阻的连接图 ,并标出每个电阻的阻值。解析 题目中的20、30、50正好构成一个串联电路的电阻关系。因此 ,不妨设R1、R2、R3为串联 ,而且RAC+RAD=RCD ,调整A、B、C、D四个接线柱 ,满足RAC= 20 ,RCD=50 ,RAD=30 ,如图2 ,可知 ,Rl=20 ,R2 + R3=50 ,用导线连接BD后 ,R3被短路 ,RAD=R2=20 ,所以R3=10 ,盒内的电阻的连接图如图3。点评 题目中只提供电阻的阻值大小 ,应从电路中电阻的串联、并联关系着手 ,因为电阻的串联或并联 ,根据其阻值的大小容

3、易判断出电阻的连接方式。类型2 题目提供的条件有关电流的大小 ,而且“黑匣子中有电源 ,设计“黑匣子中的电路结构。例2 密闭的盒内有一个电源电压为U且保持不变的电源 ,两个定值电阻R1 ,和R2(Rl=2R2) ,导线假设干 ,它们分别与图示虚线框(如图4)中标有A、B、C、D的有关接线柱相连接。把一只电流表先后接在有关接线柱间 ,结果发现：假设把电流表接在接线柱B、C间 ,电流表指针偏转到某一位置(设这时的示数为I)。假设把电流表接在接线柱A、D间 ,它的示数变为I / 2。假设把电流表接在接线柱A、C间 ,它的示数变为I / 3。试根据上述浏试结果 ,画出虚线框内有关接线柱间电源、电阻或导

4、线的连接情况 ,并标明R1、R2。解析 把电流表接在接线柱B、C间 ,电流表指针偏转 ,示数为I ,说明B、C间有电源 ,有电阻。 把电流表接在接线柱A、D间 ,其示数为I / 2 ,说明A、D间既有电源又有电阻 ,同时A、D间的电阻是B、C间电阻的2倍。把电流表接在接线柱A、C间 ,它的示数为I / 3 ,说明A、C间既有电源又有电阻 ,同时A、C间的电阻是B、C间电阻的3倍。同时 ,根据题目中的条件R1=2R2 ,说明A、C间的电阻是Rl和R2的串联。根据以上分析：RAD=2RBC ,RAC=3RBC ,所以B、C间的电阻为R2;A、D间的电阻为R1。虚线框内的连接如图5所示。点评 题目中提供有关电流表测出的电流大小 ,应根据电流的大小计算出接线柱之间的电阻的大小 ,从而根据串联电路、并联电路中的电阻的关系 ,根据其阻值的大小容易判断出电阻的连接方式。“黑匣子题目 ,属