黑盒子实验报告_设计性实验

设计性实验黑盒子实验报告

一、实验任务

盒里的元件可能是：干电池、定值电阻、电容器、半导体二极管。盒外可见的两接线端之间也可能为断路或短路的情况。各元件连接在接线端（或插座）上，两个接线端（或插座）之间装接一个元件，元件之间不连成并联回路。要求设计实验方案和检测步骤，判定盒内元件。

1.学习依据不同类型电学元件的特性对元件进行判别；

2.进一步熟悉数字万用表等电学仪表的使用；

3.根据实验室提供的仪器自行设计方案，检测黑盒子内元器件类型和位置，再进一步确定元件的物理量数值。

二、实验要求

自行设计合理而又简捷的程序，对给出的黑盒子进行测试，判定盒中元件类型，并写出测试记录和作出判定的依据，对于电池，要判定其正负极，并测出其电动势，对于二极管，要判定其正负极，并测出二极管的正向导通压降，如果判断元件为电容和电阻，要求测出其数值。（实验过程不得自行打开盒子）

1、根据实验任务，查阅有关资料。

2、自拟实验步骤和直接测量数据的记录表格。

3、选择实验仪器（型号或规格）。

4、对实验方案作可行性报告分析。

5、根据设计实验方案，将测量的数据填入表中，正确写出实验测量结果。

6、对实验结果进行比较、分析、讨论。 三、实验仪器

5JK 型暗盒实验箱、直流稳压电源、数字式万用表、电阻箱、开关、

导线 四、实验内容

１．判断有无干电池：可用电压表测两接线柱间电压，若有一定电

图1

1 211 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

压，可确定为干电池，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判断有无二极管：设计电路如图，将电源与直流电流表串联，并串联一个定值电阻R，将导线连接两端钮，观察电流表读数，再交换连接两端钮，观察电流表读数，若两次读数，一次几乎为0，一次有一定的读数，可确定为二极管，并根据读数可确定二极管正负。

３．判断有无电容：当黑盒子两端钮间有电容Ｃ存在时，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。

５．可以用图３电路来判别端钮ａｂ间是电阻Ｒ、电容Ｃ。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；而

电容Ｃ的容抗随ｆ上升而减小。

6、方案的可行性分析

1）.技术条件可行性分析：该实验所需的技术条件已有，所需仪器普遍并且方便使用，可达到预期目标。

2）.经济可行性分析：实验所需仪器价格实惠，性能优越，可供大多数人使用。

总体分析：方案可行，实验步骤不复杂，值得尝试。

五、原始数据记录表格设计

表（一）

红笔位置 1 2 3 4 5 6 7 8 黑笔位置 2 1 4 3 6 5 8 7 数据现象

红笔位置9 10 11 12 13 14 15 16 黑笔位置10 9 12 11 14 13 16 15 数据现象

六、数据处理方法

判定盒中元件类型，并写出测试记录和作出判定的依据，对于电池，要判定其正负极，并测出其电动势，对于二极管，要判定其正负极，并测出二极管的正向导通压降，如果判断元件为电容和电阻，要求测出其数值。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）

七、实验注意事项

1、准确记录实验过程中有用的数据以便数据处理；

2、测量时应正确选择万用电表的档位；

3、注意表笔接元件时确保接触良好；

4、实验结束应及时关闭电源。