第五章歐姆定律專題特訓(xùn)十黑箱問題課件教科版物理九年級上冊

教科版九年級第五章歐姆定律專題特訓(xùn)十黑箱問題有一個電學(xué)黑箱，其外形如圖甲所示，箱體外有A、B、C、D四個接線柱，箱體內(nèi)部只有三個阻值分別為20Ω、15Ω

、10Ω的定值電阻。為了探究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，先組裝一個電路，如圖乙所示，電源電壓為3V，電流表量程為0～0.6A，電阻R的阻值為5Ω。把這個電路的E、F端分別與黑箱外的A、B、C、D其中兩個接線柱相連，根據(jù)電流表的示數(shù)，推測黑箱內(nèi)部電阻的連接情況。1(1)把組裝電路的E、F端分別與黑箱外的A、C接線柱連接時(shí)，電流表示數(shù)為0.12A，此時(shí)，黑箱內(nèi)的電阻

Rx＝______Ω。20【點(diǎn)撥】(2)把組裝電路的E、F端與黑箱外的接線柱連接：分別與C、D接線柱連接時(shí)，電流表示數(shù)為0.06A；分別與A、D接線柱連接時(shí)，電流表示數(shù)為0.1A；分別與A、D接線柱連接，同時(shí)用導(dǎo)線把B、D連接時(shí)，電流表示數(shù)為0.15A。請?jiān)趫D甲中畫出電阻的連接方式，并在圖中標(biāo)出每個電阻的阻值。如圖所示?！军c(diǎn)撥】先把每一個物理過程對應(yīng)的電阻算出來，再思考連接方式?！军c(diǎn)方法】小李同學(xué)用三個阻值分別為3Ω、6Ω、12Ω的定值電阻制作了一個電路黑箱，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b、c、d為四條引線的接線柱。為了確定R1、R2、R3的阻值，小王連接了圖乙所示的部分電路，其中電源電壓保持不變，約為3V，電流表量程為0～0.6A。2(1)小王將f與a相連，e與b相連，正要閉合S，小李阻止了他，因?yàn)開_____________________。可能超過電流表的量程【點(diǎn)撥】(2)小王保持f與a相連，將e改為與c相連，閉合S，電流表示數(shù)為Iac；斷開S，保持f與a相連，將e改為與d相連，閉合S，電流表示數(shù)為Iad。小王發(fā)現(xiàn)Iac＝2Iad，請確定R1、R2、R3的阻值：____________________________。R1＝6Ω，R2＝12Ω，R3＝3Ω當(dāng)f與a相連，e與c相連時(shí)，R1與R3串聯(lián)，則有U＝Iac(R1＋R3)①；當(dāng)f與a相連，e與d相連時(shí)，R1與R2串聯(lián)，則有U＝Iad(R1＋R2)②；根據(jù)題意可知，Iac＝2Iad③。聯(lián)立①②③，可得R2＝R1＋2R3。故R2為三個阻值中最大的，即R2＝12Ω。若R1＝3Ω，R3＝6Ω，不滿足R2＝

R1＋2R3；若R1＝6Ω，R3＝3Ω，滿足R2＝R1＋2R3。因此R1＝6Ω，R2＝12Ω，R3＝3Ω。【點(diǎn)撥】【2023·天津期中】實(shí)驗(yàn)室有一個電學(xué)黑箱，其外形如圖甲所示，箱體外有四個接線柱，箱蓋上有一個塑料滑塊。小明和同組的同學(xué)一起探究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)室老師提醒他們，黑箱內(nèi)部元件只有一個滑動變阻器和兩個定值電阻，滑動變阻器只有兩個接線柱接入電路。經(jīng)過討論，全組的意見是先制作一個探測器，把這個探測器分別與黑箱外的接線柱相連，再根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，推測內(nèi)部的連接情況。3(1)小明組裝的探測器如圖乙所示，其中電源電壓為3V，電流表量程為0～0.6A，電阻R的阻值為5Ω，R的作用是_____________。保護(hù)電路如果沒有電阻R，那么探測器有短路的可能，會燒壞電流表和電源，故R的作用是保護(hù)電路?！军c(diǎn)撥】(2)同學(xué)們把探測器的E、F端分別與黑箱的接線柱連接，閉合開關(guān)S，移動滑塊，記下的數(shù)據(jù)如表所示。則滑動變阻器的最大阻值為______Ω。10測試次數(shù)與E、F連接的接線柱電流表示數(shù)/A第1次A、B0.2～0.6第2次A、C0.15～0.3第3次A、D0.12～0.2第4次B、C0.3第5次B、D0.2第6次C、D0.15【點(diǎn)撥】因RCD＝RBC＋RBD，所以，BC間為阻值是5Ω的定值電阻，BD間為阻值是10Ω的定值電阻，CD間為兩電阻串聯(lián)。由題表數(shù)據(jù)可知，AB、AC、AD間的電流是變化的，則它們之間有滑動變阻器，若滑動變阻器接入電路中的電阻為零，則5Ω的定值電阻R1和10Ω的定值電阻R2分別接入電路中時(shí)，電路中的最大電流分別為(3)請?jiān)趫D丙中的虛線框內(nèi)畫出箱內(nèi)各元件的連接方式，并在定值電阻旁標(biāo)明其阻值。如圖所示。綜上可知，AB之間只有滑動變阻器，AC間為5Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，AD間為10Ω的定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，BC間只有5Ω的定值電阻，BD間只有10Ω的定值電阻，CD間為5Ω和10Ω的定值電阻串聯(lián)?！军c(diǎn)撥】【2023·合肥模擬】在某次科技活動中，劉老師給同學(xué)們展示一個如圖甲所示的黑盒子，絕緣外殼上有A、B、C三個接線柱，盒內(nèi)電路由兩個定值電阻連接而成。小海同學(xué)想知道盒內(nèi)電阻的連接情況，但實(shí)驗(yàn)室的電壓表指針無法調(diào)零，只能得到電壓的變化量。4于是小海設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路來研究，已知電源電壓恒定不變，R0是阻值為3Ω的定值電阻，R1是滑動變阻器。小海進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作：(1)把B、C兩個接線柱分別接M、N，只閉合開關(guān)S，將R1的滑片移至最左端時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A；再閉合開關(guān)S1，電壓表的示數(shù)變化了1.8V，電路的電流變化了0.6A。則電源電壓為________。3.6V把B、C兩個接線柱分別接M、N，只閉合開關(guān)S，將R1的滑片移至最左端時(shí)，R0與RBC串聯(lián)，電壓表測BC兩端的電壓，電流表測電路中的電流，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則根據(jù)歐姆定律可得，電源電壓U＝I(RBC＋R0)＝0.6A×(RBC＋3Ω)①，再閉合開關(guān)S1時(shí)，電路為RBC的簡單電路，電壓表測電源電壓，【點(diǎn)撥】電流表測電路中的電流，此時(shí)電路中電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，電壓表示數(shù)變大，電路中的電流I′＝I＋ΔI＝0.6A＋0.6A＝1.2A，由歐姆定律可得，電源電壓U＝UBC′＝I′RBC＝1.2A×RBC②，聯(lián)立①②，解得RBC＝3Ω，U＝3.6V。(2)把A、C兩個接線柱分別接M、N，然后將電壓表改接在R1的兩端。只閉合開關(guān)S，將R1的滑片從最右端移至最左端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了1.2V，電路的電流變化了0.1A。R1的最大阻值為________，黑盒子AC間的電阻為________。6Ω9Ω【點(diǎn)撥】如圖所示的盒內(nèi)是由一個電壓為9V的電源、兩個定值電阻和若干導(dǎo)線組成的電路。盒內(nèi)電路分別跟盒外A、B、C、D四個接線柱中的三個接線柱相連，有一個接線柱沒有與盒內(nèi)電路相連。電流表接在AB之間時(shí)，其示數(shù)為0.9A；電流表接在AC之間時(shí)，其示數(shù)為0.6A；電流表接在CD、BC、BD之間時(shí)，其示數(shù)為0。5請?jiān)趫D中畫出盒內(nèi)電路的連接情況，并標(biāo)注出兩個電阻的阻值。解：如圖所示。盒內(nèi)電路分別跟盒外A、B、C、D四個接線柱中的三個接線柱相連，有一個接線柱沒有與盒內(nèi)電路相連，因電流表接在AB之間和接在AC之間時(shí)都有示數(shù)，所以A、B、C與盒內(nèi)電路相連，D沒有與盒內(nèi)電路相連。電流表接在AB之間時(shí)，其示數(shù)為0.9A，假設(shè)為圖甲；電流表接在AC之間時(shí)，其示數(shù)為0.6A，假設(shè)為圖乙；綜合甲、乙兩圖和D沒有與盒內(nèi)電路相連，可得盒內(nèi)電路連接情況。【點(diǎn)撥】現(xiàn)有下列器材：一個電壓為U且保持不變的電源、

兩個定值電阻R1和R2(已知R1＝2R2)、導(dǎo)線若干，它們分別與圖中的A、B、C、D的有關(guān)接線柱連接。把一個電流表先后接在有關(guān)接線柱之間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①若把電流表接在接線柱A、D之間，電流表指針偏轉(zhuǎn)到某一位置(設(shè)這時(shí)的示數(shù)為I)；6解：如圖所示?！军c(diǎn)撥】現(xiàn)有四節(jié)新干電池和四個阻值相同的電阻，導(dǎo)線若干，一個黑盒，盒外的四個接線柱分別為A、B、C、D，選用這些元件裝入黑盒內(nèi)，要求：UAB＝2V，UAC＝

4V，UBD＝6V，UCD＝0。UAB、UAC、UBD、UCD分別為接線柱AB、AC、BD、CD兩端的電壓，畫出盒內(nèi)電路。7解：如圖所示。每節(jié)新干電池的電壓是1.5V，四節(jié)可組成的電源的電壓是1.5V、3V、4.5V、6V。由題意知各接線柱間的最大電壓是