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初中电学中的“黑匣子”问题相当一部分同学感到物理这门课挺难学，在电学部分表现得尤为突出，很容易出现厌学情绪。
也有的同学自我感觉教材内容掌握得不错，但一遇到实际问题，就无从下手，不知所措，即使做了大量的习题，也难有明显的改观，造成恶性循环。
笔者认为，原因有两方面：客观上是初中生年龄较小，他们的抽象思维、逻辑推理及总结归纳能力正在发展形成阶段，并未成熟；主观上是任课老师的启发引导不够，不能激发学生强烈的求知欲和学习热情，呆板的说教更无从谈起创新精神及创新能力的培养。
如果通过教师做的某些专题总结，使学生体会到归纳总结对学习的帮助，并进一步学习归纳总结的方法，将会使他们终生受益。
尤其是在初三复习阶段，分类、归纳、总结往往会收到事半功倍的效果。
电学中自主想象的空间，极易使他们从内心体会到学习的快乐。
例1. 已知，黑匣子如图1，外有A、B、C三个接线柱，内部有两节干电池和若干导线，用电压表测电压，分别有，画出黑匣子内的电路图。
图1分析：由已知条件，不难看出在AB两点间有两节电池串联，在AC、CB间分别有一节电池或两节电池并联，考虑到匣内只有两节电池，不存在电池的并联。
答案：图2例2. 已知，黑匣子如图3，外有A、B、C、D四个接线柱和两个规格相同部分外露的灯泡，匣内有两节电池和若干导线，若用导线连接BD两点，两灯同时亮，这时用电压表测量，，画出匣内电路图。
图3分析：由已知条件，连接BD后，两个灯泡在电路中起到了分压的作用应该是串联的关系，电池组是串联，AC间、CD间分别有一个灯泡，连接BD可形成通路。
答案：图4例3. 如图5所示，一个黑匣子内有一电源和若干导线，外壳有红、绿两个灯泡和A、B、C三个接线柱。
当用一根导线连接BC时红灯亮，绿灯不亮；连接AB 时，绿灯亮，红灯不亮；连接AC时两灯都不亮。
画出匣内电路图。
图5分析：两灯不同时亮，说明两灯一定是并联关系，分别连接B点和另外两点时，都有灯亮，说明B接线柱一定和电源的一个极相连接，红灯和绿灯各在一个支路。
电学黑箱问题1.如图所示，虚线框内有两个阻值相同的定值电阻和一个开关S.当开关S闭合时，电流表的示数增11加0.2A，电路的总功率增加1.6W.请画出两种可能的连接电路图，并分别计算电源电压和定值电阻的阻值.2.小李同学根据教材的建议，用3Ω、6Ω、12Ω的定值电阻各一个，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R、R、R的阻值，小王连接了321如图乙所示的部分电路，其中电源电压保持不变，约3V，电流表量程为0.6A.(1)小王将f与a相连，e与b相连，正要闭合开关，小李阻止了他.请通过计算、分析，说明小李为什么要阻止小王.(2)小王保持f与a相连，将e改为与c相连，闭合开关S，电流表示数为I;断开S保持f与a相连，ac将e改为与d相连，闭合S，电流表示数为I;小王发现，I=2I.请通过计算、推理确定R、R、R3ac1adad2的阻值.(3)在图甲所示的电路中，若将a、c用导线相连，在a、b间接入电压为U的电源，电路消耗的总功率为P;若改为将a，d用导线相连，在a、b间仍接入同一电源，电路消耗的总功率为P，则P112总总总︰P=________? 2总3.下图所示，电源电压为6V，R为“30Ω0.25A”滑动变阻器，R为“10Ω0.4A”电阻，电压表1量程为0～3V图中虚线框内接有一只“20Ω0.3A”电阻R(未画出).2已知：①闭合S和S，断开S时，调节R，使其接入电路的阻值为10Ω，此时电路消耗的电功率312为1.2W；②断开S，闭合S、S.调节R，使其接入电路的阻值为6Ω.此时电压表的示数为1.0V.321(1)在情形①中，求电路的总电阻；(2)请在图中画出虚线框内的电路；(3)当闭合所有开关时，为保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围.页 1 第练习题间的21、已知1.如图所示，一个黑箱内有由几个相同阻值的电阻R组成的电路，箱外有四个接线柱..4间没有明显的电阻，请画出盒内最简单的一种电路图32、4间电阻的2倍，而、3电阻是1、和如图所示S.为20Ω)、一个电流表和一个开关的电源、两个电阻(R为10Ω，R2.现提供一个恒定电压为3V21: 请你按要求在虚线框中图的基础上设计一个完整的电路图.要求(1)R①两个电阻; R均要接入电路中工作、21R②电流表测通过.的电流1.S闭合时，电流表的示数(2)根据你上述设计的电路图计算:当开关答案:(1)如图1所示R?R?R?10Ω?20Ω?30Ω(2) 21U3V??0.1I?A1R30Ω或:(1)如图2所示页 2 第VU3A0.3??I?(2) 1Ω10R1小明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.3.内部元件只有一个滑动变阻器和两个定请同组的同学一起探究其内部结构，实验室老师提醒他们，.值电阻，滑动变阻器只有两个接线柱接入电路先制作一个探测器，把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连，再根据经过讨论，全组的意见是:.测出的数据，推测内部的连接情况，对于其0-0.6A，电流表量程为(1)同组的小李组装了探测器，如图乙所示，其中电源电压恒为3V________.，你认为他的作用是5Ω的电阻R中阻值为:端分別与黑箱的接线柱连接，闭合开关，移动滑块，记下的数据如下表E、F同学们把探测器的/A 电流表示数连接的接线柱与E、F测试次数0.5 0.25、B 次～A第10.2 2第次C A、～0.120.3 ～3第次0.15A、D0.2 C 4第次、B0.3 D 5第次B、0.15D次6第、C. ________次(2)在前三次测试中，只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置，是第________.滑动变阻器的最大阻值为(3).(4)请在图丙中作出箱内各元件连接电路图，并在定值电阻旁标明其阻值页 3 第) ;保护电流表(1)防止探测时电路短路(或保护电路答案：(2)1(3)10Ω(4)如图所示.(1)CD间的电阻值分、BD、I=U/R间的电流是定值，则它们之间的电阻是可得，RBC的作用是保护电路，防止电、定值电阻，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以由解析：如果没有电阻流过大，烧坏电流表和电源本题考查黑匣子问题，R的话，探测器有被短路的可能，烧坏电流表和电源，故;(2)涉及串联电路的特点和欧姆定律的应用以及探测器串联定值电阻的作用由表格数据可知，BCBD、CD V33VUU?R?5ΩR??5ΩΩ?R??5Ω?10R??别为，，BCBD A0.30.2AIIV3U BCBD?Ω?15R?R??5ΩAD，10ΩR间滑动变阻器与AC′=0.12A，结合表格数据可知，因)=3V/(5Ω+5Ω)=0.3AI间滑动变阻器与=U/I′5Ω的定值电阻串联，AB间电流最大时的阻值，则滑动变阻器的最大阻值)=3V/(5Ω+10Ω)=0R.2A的定值电阻串联，的定值电阻与滑=R-R-R=U/(R由第二间只有，;BD，小于间5Ω+RAB和，所以的定值电阻5Ω=1Ω5Ω间AC、10Ω间为一定值电阻阻值为间只有之间只有滑动变阻器，的定值电阻串联间只有滑动变阻器，且未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置CD的定值电阻与滑动变阻器串联，10Ω5Ω和间CDAD的定值电阻，它们之间有滑动变阻器，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零，，因I 为一定值电阻阻值为R两定值电阻的阻值，所以次数据可知，电路中的电流最小为动变阻器串联，分别接入电路中时电路中的最大电流分别为=3V/0.12A-间5Ω5Ω5Ω，AB-10Ω=10Ω.间为两电阻串联，由表格数据可知，综上可知，=U/(RRI.+R+RBCBC10ΩAB的定值电阻=U/IAC的定值电阻，、-R=3V/0.5A-AD10ΩR间电流是变化的，则BD10Ω滑1ABBCAB1AC22AC021CD1BD0页 4 第CD AI0.15CD。
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，，电路如图2所示.电压表示数为8V,则可断定b、c间的电阻为8Ω，即b、c间的电阻就是R两端当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，R的电压等于8V，所以R电压等于2V,因此，。
x图2例2. 如图3所示，电源电压为9V保持不变,R＝16.5Ω，图中虚线框中有两个电阻,阻值分别是。
当开关S1和S2闭合、S3断开时,电流表A的读数为0.4A；当S1断开、S 2和S3闭合时,电流表A的读数为0。
36A。
请通过计算,在图中虚线框内画出R1和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。
5Ω。
此时虚线框内应连接的电阻是,即R1的电阻值。
中考复习之电学黑箱问题例题1、某控制电路的一个封闭部件上，有三个接线柱A、B、C和电灯、电铃各一只，如图所示，连接A、C，灯亮，铃不响；连接A、B铃响，灯不亮；连接B、C灯不亮，铃不响。
请你根据上述情况画出这个部件的电路图。
例题2、图是从某电子仪器折下来的密封盒子，已经知道盒内有三只电阻，A、B、C、D为四根引线。
现用多用电表测量，得知AC间的电阻R AC＝20Ω，若用导线把BD连接后测得AD间电阻R AD＝20Ω。
请在方盒内画出电阻的连接图，并在图中标出每个电阻的阻值。
例题3、某同学为探究一电视机上电位器的结构,他将电位器的三个接线头分别贴上A、B、C的字样，如图1甲所示，接着他的探究是：将B、C分别接在乙图所示的电路的D、E点开关接通后转动电位器的旋钮，电流表的示数不变，但比直接将DE连接时的电流小得多；将B与D相接，A与E相接，开关接通后顺时针转动电位器的旋钮，电流表的示数变大。
图1于是他在甲图框中画出电位器的符号（要与上述实验现象相符），请你再画一次。
顺时针转动电位器旋钮，相当于图中电位器的滑片向_________移动。
1、小丽发现妈妈经常忘记关掉厨房的窗户、水龙头、煤气开关、电磁炉开关。
为了消除安全隐患，她设计如下电路：在厨房门口安装红、黄两只灯泡。
当煤气、电磁炉没有都关闭时红灯亮，都关闭时红灯灭；当窗户、水龙头没有都关闭时黄灯亮，都关闭时黄灯灭。
现在，给你红、黄两只灯泡，一个定值电阻，4个开关，电源和导线若干，请你帮她在图1中画出这个电路图（元件画在相应的虚线框内）2、图9是从某电子仪器拆下来的密封盒子。
已知知道盒内有三个电阻，A、B、C、D为四个引线。
现用多用电表测量，=20Ω，CD间的电阻R CD=50Ω，AD间的电阻R AD=30Ω。
得知AC间的电阻R若用导线把BD连接后，测得AD间的电阻R AD=20Ω。
请在方盒内画出电阻的连接图，并在图中标出每个电阻的阻值。
3、如图3所示，电源电压为4V且保持不变，虚线框内接有两个阻值均为R的电阻，当开关Ｓ由闭合到断开时，电流表的示数减少了０.５Ａ。
电学黑箱问题一对于一些不能直接打开观测的系统，可统称为“黑箱”。
对于“黑箱”问题，主要通过对输入、输出信息的分析比较，合理假设，来确定其内部结构。
由于“黑箱”有利于考查学 生发散思维、推理、灵活运用知识的能力。
例题1某控制电路的一个封闭部件上，有三个接线柱 如图所示，连接 A C,灯亮，铃不响；连接 A B 铃响， 响。
请你根据上述情况画出这个部件的电路图。
连接A 、B 时铃响灯不亮，则此时应该构成一个包含有电源和电铃的闭合回路，但此回 路中不包含电灯，如图所示.答案：综合两图知这一封闭部件内的电路图如图所示.电学黑箱问题二例题2、图是从某电子仪器折下来的密封盒子，已经知道盒内有三只电阻， A B C 、D为四根引线。
现用多用电表测量，得知AC 间的电阻F A C = 20Q ，若用导线把 BD 连接后测得AD 间电阻F A D = 20Q 。
请在方盒内画出电阻的连接图，并在图中标出每个电阻的阻值。
P _! 一 一 — — =1B-__|I―DI __一 _ 一 __ J思路点拨由题述条件有 F AC = 20 Q, R AD = 30 Q 和R=D = 50 Q,注意到20 Q+ 30Q= 50 Q ，则不妨把 A C 、D 三点间的电路想像为下图所示的电路.A 、B 、C 和电灯、电铃各一只，灯不亮；连接 B 、C 灯不亮，铃不思路点拨依题述，连接A 、C 或连接 接A C 时灯亮铃不响，则连接 路中不包含电铃•如图所示.A 、B 时，可以使灯亮或铃响， AC 后应该构成一个包含有电源和电灯的闭合回路，表明此封闭部件内必有一电源.连但此电8进而由题述“若用导线把B、D连接后，测得A、D间电阻甩d=20Q”，表明用导线将B D连接，将使A、D间的电阻变小（由30 Q变为20 Q），由此可联想将上图中30 Q的电阻分为两个电阻串联，一个为20Q, 一个为10 Q.而将B点接在此两电阻之间，使B、D间的电阻为10Q，则当以导线将B、D相连通时，10Q的电阻被短路而A D间的电阻则变为20 Q.此时电路变为下图，由上分析•它与题述条件是相符的.20 Q 30 C WQU —―CZZM~ D答案：方盒内电路连接如图所示:电学黑箱问题三例题3、某同学为探究一电视机上电位器的结构B C的字样，如图1甲所示，接着他的探究是：点开关接通后转动电位器的旋钮，电流表的示数不变，但比直接将DE连接时的电流小得多；将B与D相接，A与E相接，开关接通后顺时针转动电位器的旋钮，电流表的示数变大。
关于中学物理竞赛中的“黑盒子”问题在中学物理竞赛中的实验题目中，常会出现“黑盒子”类型的题目。
不少同学对此类题茫然失措，感到无从入手。
那么，我们该怎样应对这类题目呢？黑盒子的元件可能有电池、电阻、电感、电容或半导体二极管等。
一般我们可以按如下方法解题。
１．用万用表直流电压挡（或直流电压表）判断有无电池。
若某两端钮间有电压则有电池在内。
如当电压表接通时指针稍有摆动而又回到零位，则是电池与电容串联。
２．对二极管可以利用其正反电阻相差大的特点用万用表电阻挡来判断。
如没有提供万用表，可采用图１电路，测量ａｂ之间电压。
若Ｕab≈０，则二极管接法如图；若Ｕab ≈ Ｕo，则二极管和图中的方向相反。
如外加电源为低频信号发生器（交流电源），如图２所示，则不论电阻Ｒ值多大，都有Ｕab≈ＵR0。
注意，如果两只二极管为同向串联，与一只二极管特性相同。
但如两只二极管反串，则相当于断路，此时无论是直流电源还是交流电源，均有Ｕab≈Ｕo。
３．当黑盒子两端钮间有电容Ｃ存在时，用万用表的电阻挡（也可用直流电源串联直流电压表或直流电流表）接到两端钮。
如电表指针摆动一下后又回到原位。
以此可判断端钮间有电容存在。
但电容Ｃ值较小或电表灵敏度不够高时可能会看不到摆动现象。
４．对一般电阻Ｒ，可以用万用表电阻挡直接判断。
５．可以用图３电路来判别端钮ａｂ间是电阻Ｒ、电容Ｃ或电感Ｌ。
逐步增大信号源的频率ｆ，并始终保持信号源输出电压Ｕ0不变，测量Ｕab。
当ｆ增大时，若Ｕab不变，则端钮ab间为Ｒ；若Ｕab也增大，则为Ｌ；若Ｕab减小，则为Ｃ。
这是因为电阻Ｒ值与频率ｆ无关；电感Ｌ的感抗随ｆ上升而增大；而电容Ｃ的容抗随ｆ上升而减小。
６．如已知电阻Ｒ0与频率ｆ值，则可通过测量电压Ｕab与ＵR0，利用串联电路电压比等于阻抗比关系求出元件数值。
若元件为电阻Ｒ，有……………（１）若元件为电容Ｃ，有……………（２）若元件为电感Ｌ，有……………（３）７．如果ｆ增大时（保持Ｕ0不变），Ｕab 逐渐减小到一个最小值后又逐渐增大， 则端钮ab 间为Ｌ和Ｃ串联，Ｕab 最小时的频率为谐振频率ｆ0谐振时 ……………（４）由以上过程可以得知，在遇到黑盒子类型题目时，一般先判别元件类型，再确定元件数值。
初中物理电学黑箱问题举例
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R 08=Ω，另一为未知电阻R x 。
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 ，请在黑箱中画出两个电阻和a 、b 、c 的连接图。
由图可知，R x ＝___________。
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8Ω，即b 、c 间的电阻就是R 0，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 ，R 0两端的电压等于8V ，所以R x 电压等于2V ，因此，R U I V A x x ===//212Ω。
图2
例2. 如图3所示，电源电压为9V 保持不变，R 0＝16.5Ω，图中虚线框中有两个电阻，阻值分别是R R 12625==ΩΩ，.。
当开关S 1和S 2闭合、S 3断开时，电流表A 的读数为0.4A ；当S 1断开、S 2和S 3闭合时，电流表A 的读数为0.36A 。
请通过计算，在图中虚线框内画出R 1和R 2接入电路的情况。
图3
解析：根据题意，当开关S 1和S 2闭合、S 3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=22.5Ω。
此时虚线框内应连接的电阻是R R -=-=02251656..ΩΩΩ，即R 1的电阻值。
当S 1断开、S 2和S 3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R U I V A '/'/.===903625Ω，此时虚线框内应连接的电阻是R R '..-=-=02516585ΩΩΩ，此时恰好是R R 12625+=+ΩΩ.。
即是R 1和R 2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R 110=Ω，R 215=Ω，R 340=Ω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6Ω，三个电阻不可能串联（因为每个电阻都大于6Ω），三个电阻也不可能是并联（因为总电阻小于6Ω），只有通过两个不同的电阻并联达到目的。
不妨任意从R 1、R 2、R 3三个电阻中选择两个电阻并联，让其等效电阻成为6Ω，计算结果只有让电阻R 1与R 2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0~0.6A 的电流表，阻值为5Ω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/A
m、n分接a、b接线柱0.3
m、n分接c、d接线柱0.2
m、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5Ω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10Ω的电阻。
根据将m、n分接a、d两接线柱，电流表示数为0.15A，由欧姆定律可判断出a、d间应有15Ω的电阻。
通过以上分析可得出盒内电路结构和求出两个电阻的阻值分别是R ab=5Ω，R cd=10Ω。
盒内电路如图8所示。
图8。
