初中物理电学黑箱、暗室、黑匣子问题集锦

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 — — =1
B-__|
I―D
I __
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， A
C 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 WQ
U —―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。

于是他在甲图框中画出电位器的符号
,他将电位器的三个接线头分别贴上将
B、C分别接在乙图所示的电路的D
F 乙
A
、
E
图
（要与上述实验现象相符），针转动电位器旋钮，相当于图中电位器的滑片向_______________________________________ 移动。

解题点拨：电位器实质就是一个滑动变阻器，当他“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”，说明B、C两点都在滑动变
请你再画一次。

顺时
阻器的上方或下方，又因为“比直接将DE连接时的电流小得多”说明此时滑动变阻器的阻
值最大，所以B、C两点连的是滑动变阻器下方接线柱。

当A、B两点接入电路时，能正常变阻，说明A点连滑动变阻器的上方接线柱，“顺时针转动电位器的旋钮,
说明向B点滑动滑动变阻器阻值变小。

答：如图2;向上
解后反思：题目所给的条件要耐心分析，正确理解。

有的同学只习惯于滑
动变阻器用两个接线柱的情况，无法解答，只好在图中再另加一固定电阻。

电流表的示数变大”
图2
基础练习:
1、如图3所示方框内是由两个阻值的电阻组成的电路，已知 B D间的电阻F B D= 0 Q;
AC间和CD间的电阻之比Rxo：F C D= 2 : 1; AB间的电阻F A B= 6 Q,请根据上述数据画出方框
内的电路，并标明各电阻值
—I
--- 1
L ____
图3
2、如图12所示电路中，电源电
压保持不变，当开关闭合后，电压表示数为6V,电流表示数为3A,则方框内的电阻连接情况可能是（）
A 6Q和3Q的电阻串联
B 、6Q和3 Q的电阻并联
C 10Q和5 Q的电阻串联
D 、10Q和5Q的电阻并联
3、图13中，电压表的示数为6V,要使电流表示数为1A,现有R = 10Q、F2= 15Q、F3 = 40Q的三个电阻可供使用.请在虚线框内选用合适的电阻完成符合题意的电路，要标明电阻序号.
1. 如图所示装置上有三个相同的小灯泡L1, L2和L3以及接线柱A B、C,将已用导线连接
好的另一只相同的灯泡L4和电池组串联后引出的两根导线去与接线柱相连，当接AB寸，L1和L2不亮，L3和L4一样亮，当接BC寸四个灯都亮，但L3和L4亮一些，当接AC寸，L3不亮L1和L2L4 都亮，但L4最亮。

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2. 一位同学在做电学实验时，用电源、电压表、电流表、开关各一只，两个阻值相等的电阻和导线若干，设计了一个电路，如图所示，当虚线框内开关由闭合到断开时，电压表示数不变，电流表示数由大变小，请在虚线框中画出电阻和开关的连接图。

3. 如图所示，电压表示数为6V,要使电流表示数为IA，现有R=5欧，210欧，R3=15欧, F4=20欧四个电阻可供选用，试选出合适的电阻并在虚线框内完成电路图。

图4
4. 图甲是一个密封盒，盒内是由两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，他们探究用的器材是：能输出稳定电压的电池组，量程是0—0.6A的电流表，
阻值为5欧的定值电阻R以及若干导线，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。

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，记录在表中。

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, 并标出电阻的阻
值。

5. 如图，方框盒外有I、2、3、4四个接线柱，盒内有三只阻值相同的电阻R，1和2或I和4 之间的电阻值为R/2 ；3和2或3和4之间的电阻值为1.5R ；I和3之间电阻值为R; 2和4之间电阻值为零。

画出盒内电路图。

6. 设计一个实验电路，如图方框内有两盏相同规格的小灯泡，A B、C是三个接线柱，现
用一组电源作检验器来了解框内两灯连接方式。

当检验器两端M N与A、B或B C相连时只有
一盏灯亮，当M N与A、C相连时，两灯均亮，且两灯亮度变暗，请画出框内两灯连接方式。

7. 如图所示盒子内装
有，由导线和若干个阻值相同的电阻组成的电路，I、2、3、4是该
电路四个接线柱，已知1、2间的电阻是I、3或2、4间的电阻的2倍，而3、4间没有电阻，试画出盒内电路图。

8. 如图在某控制电路的一个封闭箱上，有三个接线柱A、B、C已知箱面上有一只电铃、
一只电灯，箱内有两节电池做电源，若把A、C用导线连接起来，灯亮，铃不响。

若把A B
连接起来铃响，灯不亮。

若把 B C用导线连接起来灯不亮，铃不响。

9. 如图所示的黑盒内放有一个电源和三个阻值相等的电阻连成的电路。

盒外有四个接线
柱A、B、C D用电压表测得*E=6V、U A=4V、U B^2V, U AB U AC U B D U C分别为接线柱AB AC
BD CD可的电压，画出盒内的电路。

10. 如图所示，电源电压为12V方框内有三个阻值均为10 的电阻，电流表的示数是0.8A 试画出方框内的电路图。

*—~~
I2V
1- ----------
11. 现有两个阻值相等的电阻R i Ra、一只供电电压为U,且保持不变的电池组、导线若干，试用以上器材，设计出两种不同的连接方式，分别接在图中标有A、B、C、D的有关接线柱上,
使它们各组成一个完整的电路并使甲乙两个电路分别都同时满足下列要求：
（1）接线柱A、D间正确接入电池组
（2）当图中开关S断开时，电流表的指针偏转到某一位置（设此时示数为I ）
（3）图中开关S闭合时，电流表的示数变为开关S断开时的2倍（即2I）
12. 如图所示黑盒中装有一节电池、一只电阻分别用导线与接线柱A B、C D连接，其连
接方式不明，为了查明其连接情况，现有一个1.5V的小灯泡通过盒子外面的四个接线柱查明内部连接方式出现的实验现象如下，画出盒子内连接方式。

第一次实验：a与A接牢，b接B灯不亮，b接C灯正常发光，b接D丁亮度变暗。

第二次实验：b与B接牢，a接A灯不亮，a接C灯正常发光，a接D丁亮度变暗。

13. 如图一盒内有一组电池、一只电铃和若干导线组成的电路，盒外有A B、C、D四个接
线柱，若用导线将A、D连接或B、C连接或都不连接时，电铃不响，除上述情况外，若用导线将任意两个接线柱接起来，电铃均会响，试画出电路图。

14. 如图所示暗箱，A B、C D为四个接线柱，现有三节干电池和1 、2 、3 、5 10 的电阻各一只，选用其中一些元件装入暗箱，并满足：
（1）AB间电压为3V不变；
（2）S接通时，V的示数为2V;
（3）S断开时，V的示数为1V。

9.在图1方框中有一个电池组，一盏红灯，一盏绿灯和一个电铃画岀方框内的电路图，
⑴用导线接AB时，铃响红灯亮；(2)用导线接AC时，铃响绿灯亮亮；用导线接BC?BD?CD时，铃不响灯不亮
A——■C
1,A ?B?C?D为四个接线柱，按要
求
，；(3)用导线接AD进，铃响灯不。