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1、电学黑箱问题1.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S］・当开关S］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.2.小李同学根据教材的建议，用3Q、6Q、12Q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Ri、R2、&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.⑴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
2、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1乂；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lad；小王发现，la产2lad・请通过计算、推理确定R］、只2、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約;若改为将a,d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总尸?e—bed量程为0〜3V图中虚线框内接有一只“20Q0.3A”电阻R?(未画
3、出).已知：①闭合$和S2，断开S3时，调节R,使其接入电路的阻值为10Q,此时电路消耗的电功率为1.2W；②断开Si，闭合S?、S3•调节R,使其接入电路的阻值为6Q.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)请在图川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1.请画出盒内最简单的一种电路图.2.现提供一个恒定电压为3V的电源、两个电阻(讯为10Q,R2
4、为20Q)、一个电流表和一个开关S.(1)请你按要求在虚线框屮图的基础上设计一个完整的电路图.要求：①两个电阻凡、R2均要接入电路屮工作；②电流表测通过Ri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:⑴如图1所示(2)R=R}+R2=10Q+20Q=30QU3VR30Q=OAA或:(1)如图2所示Ri图1比=0.3A10Q1.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
5、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5Q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
6、.2第5次B、D0.3第6次C、D015(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.@IZZI——F图3答案：(1)防止探测时电路短路(或保护电路;保护电流表)(2)1⑶10Q(1)如图所示解析：木题考查黑匣子问题，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，防止电流过人，烧坏电流表和电源
7、;(2)由表格数据可知，BC、BD、CD间的电流是定值，则它们2间的电阻是3V定值电阻，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以山匸U/R可得，BC、BD、CD间的电阻值分别为/?=--/?=—-—5Q=10Q,Rhi)=--R=—-—5Q=5Q,xIBC0.2A“IBD0.3AU3VRcd=R=5Q=15Q,因Rcd=Rbc+Rbd，所以BC间为一定值电阻阻值为10Q,BD间1Cd15为一定值电阻阻值为5Q,CD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Z间有滑动变阻器，当滑动变阻器接入电路屮
8、的电阻为零，100的定值电阻R】和5Q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11=U/(R0+R
9、)=3V/(5Q+10ft)=0.2A,I2二U/(R)+R2)=3V/(5Q+5Q)=().3A,结合表格数据叮知，AC间滑动变阻器与10Q的定值电阻串联，AD间滑动变阻器与5Q的定值电阻串
