物理电学黑匣子中连接电路的问题
发布网友
发布时间：2022-04-20 10:00
共3个回答
热心网友
时间：2023-07-17 06:03
黑盒子的元件可能有电池、电阻、电感、电容或半导体二极管等。一般我们可以按如下方法解题。
1．用万用表直流电压挡（或直流电压表）判断有无电池。若某两端钮间有电压则有电池在内。如当电压表接通时指针稍有摆动而又回到零位，则是电池与电容串联。
2．对二极管可以利用其正反电阻相差大的特点用万用表电阻挡来判断。如没有提供万用表，可采用图1电路，测量ab之间电压。若Uab≈0，则二极管接法如图；
若Uab ≈ Uo，则二极管和图中的方向相反。如外加电源为低频信号发生器（交流电源），如图2所示，则不论电阻R值多大，都有Uab≈UR0。注意，如果两只二极管为同向串联，与一只二极管特性相同。但如两只二极管反串，则相当于断路，此时无论是直流电源还是交流电源，均有Uab≈Uo。
3．当黑盒子两端钮间有电容C存在时，用万用表的电阻挡（也可用直流电源串联直流电压表或直流电流表）接到两端钮。如电表指针摆动一下后又回到原位。以此可判断端钮间有电容存在。但电容C值较小或电表灵敏度不够高时可能会看不到摆动现象。
4．对一般电阻R，可以用万用表电阻挡直接判断。
5．可以用图3电路来判别端钮ab间是电阻R、电容C或电感L。逐步增大信号源的频率f，并始终保持信号源输出电压U0不变，测量Uab。当f增大时，若Uab不变，则端钮ab间为R；若Uab也增大，则为L；若Uab减小，则为C。这是因为电阻R值与频率f无关；电感L的感抗随f上升而增大；而电容C的容抗随f上升而减小。
6．如已知电阻R0与频率f值，则可通过测量电压Uab与UR0，利用串联电路电压比等于阻抗比关系求出元件数值。
若元件为电阻R，有……………（1）
若元件为电容C，有……………（2）
若元件为电感L，有……………（3）
7．如果f增大时（保持U0不变），Uab逐渐减小到一个最小值后又逐渐增大， 则端钮ab间为L和C串联，Uab最小时的频率为谐振频率f0
谐振时 ……………（4）
由以上过程可以得知，在遇到黑盒子类型题目时，一般先判别元件类型，再确定元件数值。解题时要注意各种元件的不同特性，如频率特性、极性、线性或非线性等。当然“黑盒子”题目类型很多，提供的仪器设备各不相同，解题时可能还要联立方程，但只要我们沉着冷静，认真分析，充分利用已学过的知识，解答这类题目还是可以做到的。
下面为一例题（第14届全国中学生物理竞赛广东赛区实验试题B题），题目如下：
〖题目〗现有黑匣子一个，内有电阻R、电感L各一只，二极管D、等值电容C各两只，组成了四个电路，其端点分别为a－a’，b－b’，c－c’，d－d’。每个电路包含有一个元件或两个串联元件。
〖要求〗 1．填表。
端钮
a－a‘
b--b’
c--c‘
d--d’
端钮间电路图
实验电路图
实验原理简述
2．测出R．L．C的值。
〖仪器设备〗黑匣子一个，交流电压表一块，正弦交流信号发生器一台（0～2KHZ）， 电阻箱一个（0～9999 W），导线数根。
解题过程为：
1.如图4接线。
2.逐渐调高信号发生器频率f,并保持信号发生器输出电压U0不变，测量Uab 。将两端钮分别接到 b-b’,c-c’,d-d’端，依上法同样测出Uab。
3.若Uab始终等于U0（或URO始终为0），则端钮间为两只二极管反串;
若Uab始终不变且Uab<U0，则为R，测出Uab，UR0；
若Uab始终减小，则为C，测出Uab，UR；
若Uab由大到小又增大，则出L、C串联，记录最小值时的频率f0
4.由本文（1）式计算R值，（2）式计算C值，（4）式计算L值（依题意两只电容等值）。本题的黑盒子实际接线如图5。
答案：1. 填表（略）
2．R=1千欧；C=1微法；L=10毫亨。
参考资料：http://www.teachercn.com/St/Wljsst/2006-4/2/2006041719101996.html
热心网友
时间：2023-07-17 06:04
黑匣子的全称是“飞行数据记录仪”。它可以记录飞机失事前所有的飞行参数以及驾驶舱内的所有声音，帮助人们找到事故原因。
热心网友
时间：2023-07-17 06:04
黑匣子有两种：一是飞行数据记录仪，记录飞行的一切资料，包括飞机的飞行速度、方向、高度、机舱压力等；另一种是舱声录音器，能自动将机组人员的通话和驾驶舱内的声音记录在磁带上。
