电学黑箱问题

2021/3/10
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3、电流关系类问题 解题思路是把电流关系转化为电阻关系。再按电阻关系处理。
如：如图所示，方框内有四个阻值相同的电阻组成的电路，每个 电阻阻值均在1KΩ以上，当用一节干电池串联一个不计内阻的电 流表去测定两个接线柱之间的电流时，得出以下结论： I23=I24=I34=I13/2。试画出盒内的电路图。
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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。
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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RAC＝20Ω，C、D间电阻RCD＝50Ω， A、D间电阻RAD＝30Ω。若用导线把BD连接后测得AD间电阻 RAD＝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。
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一、多用表检测电路故障
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例如：图是某同学连接的实验实物图。闭合开关后 A、B两灯都不亮。他采用下列两种方法对故障原 因进行排查：（灯泡A、B的规格均为2.5V、1W， 变阻器为10Ω、1A）
⑴应用多用表的直流电压档进行检查，那么选择
开关应置于 10V 档。
A、2.5V B、10V C、50V D、250V
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该同学的测试结果如表1所示，则在测试a、b间 直流电压时，红表笔应当接触 a 。（填a或b）
根据测量结果，可以判断的故障是：（ D ）
A、灯A短路
B、灯B短路
C、c、d段断路 D、d、f段断路
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⑵将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如
表2所示，那么检查出的结果是：（ D ）
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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。
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主要题型：
1、电阻关系问题
如：盒内有导线和几个阻值相同的电阻组成的部 分电路，盒外四个接线柱1、2、3、4，已测得接 线柱R12=1.5R13=3R24，而3、4之间无明显电阻， 试画出方框内电路结构（要求所用电阻的数目最 少）
解题步骤：
①特殊支路3、4之间用导线相连
②最小电阻支路2、4之间放上一个电阻
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___上______移动。
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图1
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以上是几类常见的“黑箱”问题。对 “黑箱”问题的解决，只有靠大家平时 多看、多练、多总结，才能达到熟练解 决问题的程度。
解题步骤：①根据电流关系转化为电阻关系。 根据测量时电压一定，而电流与阻值成反比。 由I23=I24=I34=I13/2，所以R23=R24=R34=2R13。
②最小电阻1、3之间接入一个基本电阻。
Fra Baidu bibliotek
③平行支路电阻填入。由于2、4和1、3平行， 而R24=2R13，所以2、4之间接入两个基本电阻。
④完成202剩1/3/余10 连线。
③较大电阻支路1、3之间连上两个电阻
④确20定21/3盒/10 内结构、连线。 讲解：XX
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2、电压关系类问题
如：方框内有一个电源和几个阻值相同的电 阻、导线组成的电路，外有四个接线柱。用电压 表测得各接线柱间的电压为：U12=5伏，U34=3伏， U13=2伏，U24=0，试画出盒内的电路图。
解题步骤： ①特殊支路2、4之间用导线相连 ②电压最大支路1、2之间接电源 ③利用分压关系确定盒内连线
电压或电阻关系后利用串、并联电路的特点
来解决。设计的依据是串、并联电路的各种
关系。
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用电压挡测量待测元件两端电压
U=0？
否 内含电源
用欧姆表测量待测元件两端电阻
正反向R→0？
正反向R→∞？
正反向R=C？
是
否
短路 可能二极管
是
开路
否否 是
可能二极管 定值电阻
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A、灯A断路
B、灯B断路
C、灯A、B都断路 D、d、e间导线断路
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电学黑箱问题
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。 设计黑箱中的未知电路，是根据部分电流、