初中物理 电学黑箱问题专辑讲义-word文档.doc

电学黑箱问题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S1.当开关S1闭合时电流表的示数增加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.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R1、R2、R3的阻值小王连接了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Iac;断开S保持f与a相连将e改为与d相连闭合S电流表示数为Iad;小王发现Iac=2Iad.请通过计算、推理确定R1、R2、R3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总1;若改为将ad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总2则P总1︰P总2=________?下图所示电源电压为6VR为“30Ω0.25A”滑动变阻器R1为“10Ω0.4A”电阻电压表量程为0～3V图中虚线框内接有一只“20Ω0.3A”电阻R2(未画出).已知：①闭合S1和S2断开S3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为1.2W；②断开S1闭合S2、S3.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.(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.练习题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.已知1、2间的电阻是1、3和2、4间电阻的2倍而3、4间没有明显的电阻请画出盒内最简单的一种电路图.如图所示现提供一个恒定电压为3V的电源、两个电阻(R1为10ΩR2为20Ω)、一个电流表和一个开关S.(1)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:①两个电阻R1、R2均要接入电路中工作;②电流表测通过R1的电流.(2)根据你上述设计的电路图计算:当开关S闭合时电流表的示数.答案:(1)如图1所示(2)或:(1)如图2所示(2)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.小明请同组的同学一起探究其内部结构实验室老师提醒他们内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻滑动变阻器只有两个接线柱接入电路.经过讨论全组的意见是: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测出的数据推测内部的连接情况.(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电流表量程为0-0.6A对于其中阻值为5Ω的电阻R你认为他的作用是________.同学们把探测器的E、F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:测试次数与E、F连接的接线柱电流表示数/A第1次A、B0.25～0.5第2次A、C0.12～0.2第3次A、D0.15～0.3第4次B、C0.2第5次B、D0.3第6次C、D0.15(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________次.(3)滑动变阻器的最大阻值为________.(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.答案：(1)防止探测时电路短路(或保护电路;保护电流表)(2)1(3)10Ω(4)如图所示解析：本题考查黑匣子问题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.(1)如果没有电阻R的话探测器有被短路的可能烧坏电流表和电源故R的作用是保护电路防止电流过大烧坏电流表和电源;(2)由表格数据可知BC、BD、CD间的电流是定值则它们之间的电阻是定值电阻因串联电路中总电阻等于各分电阻之和所以由I=U/R可得BC、BD、CD间的电阻值分别为因RCD=RBC+RBD所以BC间为一定值电阻阻值为10ΩBD间为一定值电阻阻值为5ΩCD间为两电阻串联由表格数据可知AB、AC、AD间电流是变化的则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零10Ω的定值电阻R1和5Ω的定值电阻R2分别接入电路中时电路中的最大电流分别为I1=U/(R0+R1)=3V/(5Ω+10Ω)=0.2AI2=U/(R0+R2)=3V/(5Ω+5Ω)=0.3A结合表格数据可知AC间滑动变阻器与10Ω的定值电阻串联AD间滑动变阻器与5Ω的定值电阻串联因AB间电流最大时的阻值RAB=U/IAB-R=3V/0.5A-5Ω=1Ω小于两定值电阻的阻值所以AB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;由第二次数据可知电