阶段专训十一　黑箱问题 2023－2024学年教科版物理九年级上册

阶段专训十一　黑箱问题 教科版 九年级全 第五章 欧姆定律 在如图所示的某黑箱面板上有四个接线柱A、B、C、D，已知箱内有一个电池组和一个电铃。现用一个小灯泡的接线头a和b去连接各接线柱，出现的现象记录如下，请根据现象画出箱内电路图。 1 2 (1)a与A连接，b接B，灯不亮；b接C，灯亮；b接D，灯较暗，但电铃响。 解：如图所示。 3 【点拨】 a与A连接，b接B，灯不亮，说明AB间没有电源；b接C，灯亮，说明AC间有电源，且只有灯泡接入电路中；b接D，灯较暗但电铃响，说明AD间有电源，且灯与电铃串联了。 4 (2)b与B连接，a接A，灯不亮；a接C，灯亮；a接D，灯较暗，但电铃响。 解：如图所示。 5 【点拨】 b与B连接，a接A，灯不亮，说明AB间没有电源；a接C，灯亮，说明BC间有电源，且只有灯泡接入电路中；a接D，灯较暗，但电铃响，说明BD间有电源，且灯与电铃串联了。由以上分析可知，AB间无电源，AC、BC间有电源，则电源在BC间，而AB之间用导线相连；AD和BD间有电源，有电铃，BC间只有电源，所以电铃应在CD间，由此画出箱内的电路图。 6 【2023·广安期末】如图所示，一个黑箱内有由三个 20 Ω的电阻组成的电路，箱外有四个接线柱。两接线柱之间的电阻R13＝R24＝20 Ω，R14＝60 Ω，请画出盒内电路图。 2 解：如图所示。 【点拨】 每个电阻的阻值为20 Ω，1、3及2、4之间均为20 Ω，说明若分别连接1、3或2、4时，电路中只有一个电阻；1、4间电阻为60 Ω，说明1、4间应为三个电阻串联。 8 实验室有一个电学黑箱，其外形如图(a)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。 3 (1)同组的小李组装了探测器，如图(b)所示，其中电源电压为3 V，电流表量程为0～0.6 A。对于其中阻值为5 Ω的电阻R，你认为它的作用是______________________ ___________________。 保护电路，防止电流过大， 烧坏电流表和电源 同学们把探测器的E、F端分别与黑箱的接线柱连接，闭合开关，移动滑块，记下的数据如表： 测试次数 与E、F连接的接线柱 电流表示数/A 第1次 A、B 0.25～0.5 第2次 A、C 0.12～0.2 第3次 A、D 0.15～0.3 第4次 B、C 0.2 第5次 B、D 0.3 第6次 C、D 0.15 (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，它是第________次。 (3)滑动变阻器的最大阻值为________。 (4)请在图(c)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。 1 10 Ω 如图所示。 【点拨】 13 14 15 综上可知，AB之间只有滑动变阻器，AC间10 Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，AD间5 Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，BC间只有10 Ω的定值电阻，BD间只有5 Ω的定值电阻，CD间5 Ω和10 Ω的定值电阻串联。 16 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＝可得，BC、BD、CD间的电阻值分别为RBC＝－ R＝－5 Ω＝10 Ω，RBD＝－R＝－5 Ω＝5 Ω，RCD＝ －R＝－5 Ω＝15 Ω， 因RCD＝RBC＋RBD，所以BC间为一定值电阻，记为R1，阻值为10 Ω，BD间为一定值电阻，记为R2，阻值为5 Ω，CD间为两定值电阻串联。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零，10 Ω的定值电阻R1和5 Ω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＝＝＝0.2 A，I2＝＝＝0.3 A， 结合表格数据可知，AC间滑动变阻器与10 Ω的定值电阻串联，AD间滑动变阻器与5 Ω的定值电阻串联；因AB间电流最大时的阻值RAB＝－R＝－5 Ω＝1 Ω，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2次数据可知，电路中的电流最小为IAC＝0.12 A，则滑动变阻器的最大阻值R滑＝－R－R1＝－5 Ω－10 Ω＝10 Ω， $$