第五章欧姆定律专题特训十黑箱问题课件教科版物理九年级上册

教科版九年级第五章欧姆定律专题特训十黑箱问题有一个电学黑箱，其外形如图甲所示，箱体外有A、B、C、D四个接线柱，箱体内部只有三个阻值分别为20Ω、15Ω

、10Ω的定值电阻。为了探究其内部结构，先组装一个电路，如图乙所示，电源电压为3V，电流表量程为0～0.6A，电阻R的阻值为5Ω。把这个电路的E、F端分别与黑箱外的A、B、C、D其中两个接线柱相连，根据电流表的示数，推测黑箱内部电阻的连接情况。1(1)把组装电路的E、F端分别与黑箱外的A、C接线柱连接时，电流表示数为0.12A，此时，黑箱内的电阻

Rx＝______Ω。20【点拨】(2)把组装电路的E、F端与黑箱外的接线柱连接：分别与C、D接线柱连接时，电流表示数为0.06A；分别与A、D接线柱连接时，电流表示数为0.1A；分别与A、D接线柱连接，同时用导线把B、D连接时，电流表示数为0.15A。请在图甲中画出电阻的连接方式，并在图中标出每个电阻的阻值。如图所示。【点拨】先把每一个物理过程对应的电阻算出来，再思考连接方式。【点方法】小李同学用三个阻值分别为3Ω、6Ω、12Ω的定值电阻制作了一个电路黑箱，内部结构如图甲所示，a、b、c、d为四条引线的接线柱。为了确定R1、R2、R3的阻值，小王连接了图乙所示的部分电路，其中电源电压保持不变，约为3V，电流表量程为0～0.6A。2(1)小王将f与a相连，e与b相连，正要闭合S，小李阻止了他，因为______________________。可能超过电流表的量程【点拨】(2)小王保持f与a相连，将e改为与c相连，闭合S，电流表示数为Iac；断开S，保持f与a相连，将e改为与d相连，闭合S，电流表示数为Iad。小王发现Iac＝2Iad，请确定R1、R2、R3的阻值：____________________________。R1＝6Ω，R2＝12Ω，R3＝3Ω当f与a相连，e与c相连时，R1与R3串联，则有U＝Iac(R1＋R3)①；当f与a相连，e与d相连时，R1与R2串联，则有U＝Iad(R1＋R2)②；根据题意可知，Iac＝2Iad③。联立①②③，可得R2＝R1＋2R3。故R2为三个阻值中最大的，即R2＝12Ω。若R1＝3Ω，R3＝6Ω，不满足R2＝

R1＋2R3；若R1＝6Ω，R3＝3Ω，满足R2＝R1＋2R3。因此R1＝6Ω，R2＝12Ω，R3＝3Ω。【点拨】【2023·天津期中】实验室有一个电学黑箱，其外形如图甲所示，箱体外有四个接线柱，箱盖上有一个塑料滑块。小明和同组的同学一起探究其内部结构，实验室老师提醒他们，黑箱内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻，滑动变阻器只有两个接线柱接入电路。经过讨论，全组的意见是先制作一个探测器，把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连，再根据测出的数据，推测内部的连接情况。3(1)小明组装的探测器如图乙所示，其中电源电压为3V，电流表量程为0～0.6A，电阻R的阻值为5Ω，R的作用是_____________。保护电路如果没有电阻R，那么探测器有短路的可能，会烧坏电流表和电源，故R的作用是保护电路。【点拨】(2)同学们把探测器的E、F端分别与黑箱的接线柱连接，闭合开关S，移动滑块，记下的数据如表所示。则滑动变阻器的最大阻值为______Ω。10测试次数与E、F连接的接线柱电流表示数/A第1次A、B0.2～0.6第2次A、C0.15～0.3第3次A、D0.12～0.2第4次B、C0.3第5次B、D0.2第6次C、D0.15【点拨】因RCD＝RBC＋RBD，所以，BC间为阻值是5Ω的定值电阻，BD间为阻值是10Ω的定值电阻，CD间为两电阻串联。由题表数据可知，AB、AC、AD间的电流是变化的，则它们之间有滑动变阻器，若滑动变阻器接入电路中的电阻为零，则5Ω的定值电阻R1和10Ω的定值电阻R2分别接入电路中时，电路中的最大电流分别为(3)请在图丙中的虚线框内画出箱内各元件的连接方式，并在定值电阻旁标明其阻值。如图所示。综上可知，AB之间只有滑动变阻器，AC间为5Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，AD间为10Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，BC间只有5Ω的定值电阻，BD间只有10Ω的定值电阻，CD间为5Ω和10Ω的定值电阻串联。【点拨】【2023·合肥模拟】在某次科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学想知道盒内电阻的连接情况，但实验室的电压表指针无法调零，只能得到电压的变化量。4于是小海设计了如图乙所示的电路来研究，已知电源电压恒定不变，R0是阻值为3Ω的定值电阻，R1是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作：(1)把B、C两个接线柱分别接M、N，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电流表示数为0.6A；再闭合开关S1，电压表的示数变化了1.8V，电路的电流变化了0.6A。则电源电压为________。3.6V把B、C两个接线柱分别接M、N，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，R0与RBC串联，电压表测BC两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，则根据欧姆定律可得，电源电压U＝I(RBC＋R0)＝0.6A×(RBC＋3Ω)①，再闭合开关S1时，电路为RBC的简单电路，电压表测电源电压，【点拨】电流表测电路中的电流，此时电路中电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电压表示数变大，电路中的电流I′＝I＋ΔI＝0.6A＋0.6A＝1.2A，由欧姆定律可得，电源电压U＝UBC′＝I′RBC＝1.2A×RBC②，联立①②，解得RBC＝3Ω，U＝3.6V。(2)把A、C两个接线柱分别接M、N，然后将电压表改接在R1的两端。只闭合开关S，将R1的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了1.2V，电路的电流变化了0.1A。R1的最大阻值为________，黑盒子AC间的电阻为________。6Ω9Ω【点拨】如图所示的盒内是由一个电压为9V的电源、两个定值电阻和若干导线组成的电路。盒内电路分别跟盒外A、B、C、D四个接线柱中的三个接线柱相连，有一个接线柱没有与盒内电路相连。电流表接在AB之间时，其示数为0.9A；电流表接在AC之间时，其示数为0.6A；电流表接在CD、BC、BD之间时，其示数为0。5请在图中画出盒内电路的连接情况，并标注出两个电阻的阻值。解：如图所示。盒内电路分别跟盒外A、B、C、D四个接线柱中的三个接线柱相连，有一个接线柱没有与盒内电路相连，因电流表接在AB之间和接在AC之间时都有示数，所以A、B、C与盒内电路相连，D没有与盒内电路相连。电流表接在AB之间时，其示数为0.9A，假设为图甲；电流表接在AC之间时，其示数为0.6A，假设为图乙；综合甲、乙两图和D没有与盒内电路相连，可得盒内电路连接情况。【点拨】现有下列器材：一个电压为U且保持不变的电源、

两个定值电阻R1和R2(已知R1＝2R2)、导线若干，它们分别与图中的A、B、C、D的有关接线柱连接。把一个电流表先后接在有关接线柱之间，结果发现：①若把电流表接在接线柱A、D之间，电流表指针偏转到某一位置(设这时的示数为I)；6解：如图所示。【点拨】现有四节新干电池和四个阻值相同的电阻，导线若干，一个黑盒，盒外的四个接线柱分别为A、B、C、D，选用这些元件装入黑盒内，要求：UAB＝2V，UAC＝

4V，UBD＝6V，UCD＝0。UAB、UAC、UBD、UCD分别为接线柱AB、AC、BD、CD两端的电压，画出盒内电路。7解：如图所示。每节新干电池的电压是1.5V，四节可组成的电源的电压是1.5V、3V、4.5V、6V。由题意知各接线柱间的最大电压是