黑箱实验论文

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1、探秘黑箱（小箱B）物教111海波波1314学号：11401027【摘要】已知小黑箱内可能含有电源、电阻、二极管和电容，并根据万川表连接到各元件两端可能出现的情况，利用万用表探究出小黑箱内部的电路结构。【关键词】黑箱、万用表黑箱，指的是内部结构和特性不能直接通过外部观测和试验去认识的其性能和特性的系统和客体。求解这种未知系统的问题，就是黑箱问题。这些黑箱的每部结构和机理还不淸楚,需要我们去了解和认识。在物理学中，我们常常会遇到很多黑箱问题，我们需学会抓住关键,去解决这些问题，才能培养我们的创新思维和独立思考的能力。研究黑箱的方法有两种：一•种是开启黑箱，将黑箱分为局部，研究其内部结构和功能,但是

2、由于开启黑箱可能会引起黑箱本身结构和功能的变化，对黑箱造成不必要的破坏，而H由于技术问题有些黑箱无法打开或者有些黑箱不允许打开，开启黑箱对其进行探究的方法无法实现，所以这种方法受到了很大的限制。第二种方法则是不开启黑箱，而是通过对黑箱输入信心，观察黑箱的输出信息，并对输出的结果进行逻辑分析、推理，从而推测出黑箱的内部结构，对黑箱进行控制。下血我们所采取的就是第二种方法来探究小黑箱B的内部结构和功能。【实验口的】川多丿IJ电表探测黑箱内的电学元件.【实验原理】1.万能表的工作原理当万用表调到电压档的时候，万用表相当于一个电压表，可以检测出黑箱内是否有电源。力能表的欧姆档是根据闭合电路欧姆定律制成

3、的。其电路如图所示，使电阻调零时，衣头指针满偏。当红、黑表笔间接入某电阻届时，呂对应的值可以读出。2.各元件的特性①电源：电源接入万能表的电压档时，指针会发牛偏转。②定值电阻：若将定值电阻按正反向接入力能表欧姆档，无论是正接还是反接，输出的电压值都相同。③电容：根据电容的充放电原理对知，将其接入力•能表的欧姆档的瞬间，指针会先偏转一定介度，然后再回到零点；同样，在断开时也会令相同的结果。④二极管：由于二极管是单向导通的，当加上正向电压时，它的电阻很小，指针偏转很大，当给二极管加上反向电压时，它的电阻变得很大，指针不偏转。黑箱外部二极管实验思路：给黑箱一个刺激（输入），观察其反映（输出），并分析

4、多组输入和输出的对应关系，來推测黑箱内部结构并加以控制的方法。关于求解黑箱的问题，需较多地采用了山果求因的逆向思维方法，且造成同一结果的原因可能有多种，必须严格分析。电容短路可能有二极管定值电阻断路可能有二极管输出信号可能性分析图【步骤规范】一.识别多用电表1.识别多用衣的选择开关、欧姆挡、欧姆挡倍率、刻度盘2.将红、黑表笔分别插入测试笔插孔3.调零，将指针调整到屮心刻度位置4.选择合适的倍率准备开始实验二•用电压档探测黑箱内是否有电源1•将万能表调到电压档，调节适当的倍率；2.用红、黑表笔将黑箱的四个触电两两接入万能衣，观察输出信号；3.若确定黑箱中无电源则可进行下血的步骤，若有电源则需用其

5、他方法进行探究；三.用欧姆扌肖探测黑箱内的其它元件1.将红、黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在零欧姆处（每变换倍率，均需重新调零）；2.将两表笔分别与黑箱上的触点两两接触，记录下示数大小（不耍用手去接触电阻两端读数应止确，并有适当的佔读）；3.按照实验思路中的“输出信号对能性分析图”推理出黑箱内的元件及内部机构；四.根据以上推理画出结黑箱内部的结构图。【实验数据】川电压档测两两触点之间电压均为0,因此黑箱内部无电源：触点121314232434正接3800偏转一回零680+oo2000+oo反接+8偏转一回零+8+oo2000+8【结果分析】山实验数据可推知：1-2:二极管1-3:电容3-4

6、:断路2-4:定值电阻1-4:二极管2-3:断路根据电学知识计算以及电路分析得下图:【结论】我们通过对黑箱输入信号，并根据黑箱输出的信号对数据进行分析，最后得出了黑箱内部的结构，通过该实验，我们能够更加深刻地了解各元件的特性，并提高了动手能力。