电路中的“黑匣子”问题.docx

电路中的“黑匣子”问题在现在的 2019 年 2019 年中考中，有时为了考查学生的分析问题、解决问题的能力，以及运用所学知识解决问题的知识迁移能力， 体现科学探究的新课程理念，在 2019 年 2019年中考电学中常出现“黑匣子”的问题。所谓电路中的“黑匣子”是指题目提供一些条件，根据所给条件设计出“黑匣子”中的电路结构。类型 1 题目提供的已知条件全部是电阻及其阻值的大小，而且“黑匣子”中没有电源，设计“黑匣子”中的电路结构。例 1 如图 1 所示，是从某个仪器上拆下来的密闭盒子。已知盒内有三只电阻， A、 B、 C、 D 为四根引线，用电表测得AC间的电阻 RAC=20， CD间的电队 RCD=50， AD间的电阻 RAD=30; 若用导线把 BD连接后，测得 AD间的电阻 RAD=20，在盒内画出电阻的连接图，并标出每个电阻的阻值。解析题目中的 20、 30、 50正好构成一个串联电路的电阻关系。因此，不妨设 R1、R2、R3为串联，而且 RAC+RAD=RCD，调整 A、 B、 C、 D 四个接线柱，满足RAC= 20， RCD=50，RAD=30，如图2，可知， Rl=20， R2 + R3=50，用导线连接 BD后， R3 被短路， RAD=R2=20，所以R3=10，盒内的电阻的连接图如图3。点评题目中只提供电阻的阻值大小，应从电路中电阻的串联、并联关系着手，因为电阻的串联或并联，根据其阻值的第 1页大小容易判断出电阻的连接方式。类型 2 题目提供的已知条件有关电流的大小， 而且“黑匣子”中有电源，设计“黑匣子”中的电路结构。例 2 密闭的盒内有一个电源电压为 U 且保持不变的电源， 两个定值电阻 R1，和 R2(Rl=2R2) ，导线若干，它们分别与图示虚线框 ( 如图 4) 中标有 A、B、 C、 D 的有关接线柱相连接。把一只电流表先后接在有关接线柱间，结果发现：若把电流表接在接线柱 B、 C 间，电流表指针偏转到某一位置 ( 设这时的示数为 I) 。若把电流表接在接线柱 A、 D 间，它的示数变为I / 2。若把电流表接在接线柱 A、 C 间，它的示数变为I / 3。试根据上述浏试结果，画出虚线框内有关接线柱间电源、电阻或导线的连接情况，并标明R1、 R2。解析把电流表接在接线柱B、C 间，电流表指针偏转，示数为 I ，表明 B、 C 间有电源，有电阻。把电流表接在接线柱A、 D间，其示数为I / 2，表明 A、 D 间既有电源又有电阻，同时 A、 D 间的电阻是B、 C 间电阻的2 倍。把电流表接在接线柱A、 C 间，它的示数为I / 3，表明 A、C 间既有电源又有电阻，同时A、 C 间的电阻是B、 C 间电阻的 3 倍。同时，根据题目中的已知条件R1=2R2，表明 A、 C间的电阻是Rl 和 R2 的串联。根据以上分析：RAD=2RBC，RAC=3RBC，所以 B、 C 间的电阻第 2页为 R2;A、 D 间的电阻为R1。虚线框内的连接如图5 所示。点评题目中提供有关电流表测出的电流大小，应根据电流的大小计算出接线柱之间的电阻的大小，从而根据串联电路、并联电路中的电阻的关系，根据其阻值的大小容易判断出电阻的连接方式。“黑匣子”题目，属于开放性试题，灵活考查学生运用欧姆定律以及串联电路、并联电路的电流、电压、电阻的特点，分析实验数据，设计出所需要的电路。第 3页