物理中电学黑箱问题

物理中电学黑箱问题

周明华

黑箱提就是从黑箱外部收集信息或是从黑箱外部输入一些信息，观察、实验、研究黑箱做出反应。黑箱题是近几年中考比较流行的试题。江西省中考物理试题中，2010年出现了电学黑箱问题。

电学黑箱问题，以一种新题型出现在考生面前，使考生感到困难，究其原因，是由于电学黑箱涉及到电路的串并联的问题，因此要求熟练掌握串并联电路的特点，根据题中所给的箱内条件和外部特征并联系相关的电学知识进行综合分析，根据中考命题趋势，箱内元件一般不超过三个（除导线外），而在解决此类问题时，考生可经过猜想、联想、推测，可经过对条件的分析，找出突破口，确定箱内存在的电路，画出正确的电路图。

【例题1】一个箱子面板上有A、B、C、D四个接线柱，如图1甲所示，箱内有一个电阻、一个电源和一个灯泡，它们是用导线连接的；若再拿一个完好的电流表接在B、C间时，灯不亮，电流表示数超过量程；连A、B时，灯不亮，电流表有示数；连A、D时，灯亮，且电流表上的示数比连A、B时小，连C、D时，灯亮，电流上的示数比连A、D时大，试画出箱内电路图。

【解析对

于箱内的电路虽然看不见，但可用电流表探究其结果，首先考虑到连A、D时，灯亮，则A、D间肯定连接有电源和灯泡；连C、D时，灯亮，电流表示数变大，说明A、D间还有电阻；再由连B、C时和连A、B时的现象，可得出如图1乙所示的正确电路图。

a【例题2】在图2甲所示的黑箱面板上有两个规格相同的灯泡L

1和L

2

及四个接

线柱a、b、c、d。若用同样规格的灯泡L

3

的两接线柱X、Y分别接A、B、C、D 时，有下列现象出现：

1.X、Y分别接A、B时，只有L

3

亮；

2.X 、Y 分别接A 、C 时或C 、D 时，L 1、L 2、L 3都不亮；

3.X 、Y 分别接B 、D 时，L 1、L 2、L 3都亮，但不正常发光，试画出箱子内的电路图。

【解析】连A 、B 时，只有L 3亮，说明A 、B 间只有电源；连B 、D 时，L 1、L 2、L 3都亮，说明B 、D 间有灯L 1、L 2及电源，经过综合分析，得出正确的电路图如图2中乙所示。 【例题3】图3是从某电子仪器拆下来的密封盒子，已经知道盒内有三只电阻，且R 1=10 ,R 2=R 3=20 ,A 、B 、C 、D 为四根引线，现用欧姆表测得AC 间电阻R AC =20 ,C 、D 间电阻R CD =50 ,A 、D 间电阻R AD =30 ,若用导线把B 、D 连接后，测得A 、D 间电阻R ，AD =20 ，请在方框内画出电阻的连接图，并标出每电阻的阻值。

【解析】由R

AC =20 ，得A、C间有一个20 的电阻；根据R

CD

=50 ,R

AD

=30 ,可

知CD间有三个电阻，A、D间有两个电阻；当用导线连B、D后，R,

AD

=20 ；可认为导线把一个10 的电阻短路了，这样便能得出正确的电阻连接如图3乙所示。

【例题4】在图4甲所示的黑箱面板上有两个灯泡和四个接线柱a、b、c、d。若用导线连接b、c时，两灯都亮，用导线连接a、b时只有一个灯亮；连c、d 时也只有一个灯亮，且比连b、c时更亮。试画出黑箱内部的电路图。

【解析】依题意可知：用导线连b、c时，两灯都亮，说明b、c间有电源和两个灯泡，再根据连a、b和连c、d的现象，可得出图4乙所示的电路图。

经过前面四道例题的解析，相信学生能得到一点启示。在解决这类问题时，只要沉着应对，找出解决问题的关键，便能迎刃而解。我从几年的奥赛辅导中也深深体会到：一些难题可以提高学生的能力。这些黑箱问题，很好地培养了学生分析问题的能力，有利于使一些基础还好的同学得到进一步发展，也能提高他们学习物理的兴趣。

物理是一门以实验为基础的学科，也是一门有利于培养学生分析问题能力的学科。作为一个物理教师，要不断地学习，不断地提高自己的教学水平，更好地发挥该学科的作用，更好地为学生的将来打下良好的基础，培养出更多更好的人才。