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如图所示是一个封闭的小盒,A,B,C,D是四根外接引线.已知盒内的结构是由三只电阻连接而成,并与A,B,C,D相连.现用多用电表测得A,C间电阻RAO=20Ω,A,D间电阻RAD=30Ω,C,D间电阻RCD=50Ω,用导线将B,D连接,此时测得A,D间电阻RAD=20Ω,拆除这根导线.
(1)在图中画出盒内电阻的连接图,且与A、B、C、D四根外接线相连,并标出每个电阻的阻值.
(2)如果在C、D间加30V电压,求A、C间电压及盒中电阻消耗的总功率.
分析:(1)纯电阻的黑盒问题,在分析时,要从阻值最小的两点开始,再结合电阻的串、并联规律按要求把其余电阻组合在一起.
(2)如果在C、D间加30V电压,首先明确电阻的连接方式,根据欧姆定律A、C间的阻值求出电流,然后即可利用欧姆定律和P=UI求的A、C间电压及盒中电阻消耗的总功率.
解答:解:(1)由题意知:A、C两点间的阻值RAC=20Ω,为最小,因此先在A、C间连入阻值为20Ω的定值电阻;
A,D间电阻RAD=30Ω,可直接接入一个阻值为30Ω的电阻或几个总阻值为30Ω的电阻;
而C,D间电阻RCD=50Ω,若将上面两个电阻串联,正好符合要求,因此无需再另加电阻;
用导线将B、D连接后,A、D间的阻值为20Ω,小于直接连接A、D时的阻值30Ω,那么可考虑:
将RAD拆分为20Ω、10Ω两个电阻,且将20Ω的电阻连入电路,而令B、D间的导线将10Ω的电阻短路掉;
故设计电路图如下:

(2)如果在C、D间加30V电压,由图可知:三个电阻串联,则RCD=50Ω,
∵I=
U
R

∴C、D间电路中的电流为I=
U
RCD
=
30V
50Ω
=0.6A,
∴A、C间电压UAC=IRAC=0.6A×20Ω=12V;
盒中电阻消耗的总功率P=UI=30V×0.6A=18W.
答:(1)如上图;(2)A、C间电压为12V;盒中电阻消耗的总功率为18W.
点评:解答此类问题,一定要熟练掌握电阻的串并联规律;在分析纯电阻黑盒问题时,找好分析的次序和切入点是解决问题的关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:

(2006?石景山区一模)如图1所示是一个封闭的盒子,盒内有一电源(电压不变)和一只电阻串联,串联后两个线头露在盒外(看不到盒内元件).请你不要打开盒子,测出电源电压U和与它串联的电阻Rx.提供的实验器材有:已知阻值的定值电阻两个,即R1 和R2;电流表1个;开关两个,即S1和S2;导线若干.
(1)将你设计的实验电路图画在图2方框内.
(2)你的实验步骤是:
①按照电路图正确连接实验电路;
②只闭合S1时,电流表A的示数为I1
③只闭合S2时,电流表A的示数为I2
①按照电路图正确连接实验电路;
②只闭合S1时,电流表A的示数为I1
③只闭合S2时,电流表A的示数为I2

(3)写出被测的电源电压及电阻的字母表达式.U=
(R2-R1)I1I2
I1-I2
(R2-R1)I1I2
I1-I2
;R x=
R2I2-R1I1
I1-I2
R2I2-R1I1
I1-I2

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科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

设计电路
(1)如图甲所示,自制的转移开关时上的A、B、C、D四个按在木板上的图钉,其中B和C上各套一个曲别针,曲别针与图钉帽紧密接触但能转动,请按图乙所示电路图,以笔画线代替导线将图甲中的器材连接起来.

(2)在两条道路的交叉口安装红绿灯指挥车辆,可保障行车安全,如图a.当AB方向绿灯L2亮时,CD方向红灯L4同时亮;当AB方向红灯L1亮时,CD方向绿灯L3同时亮.请同学接上述要求在图b中的虚线框内画出L1、L2、L3、L4连接图;完成一个“红绿灯”的模拟电路(图b中S是一个单刀双掷开关.注意图中必须标注4个灯的代号L1、L2、L3、L4).

(3)在图中,有带风叶的小电动机一只,电热丝一段,开关两只(S1、S2),插头一只,导线若干,利用这些器材可以连接成一个有冷、热两档风的电吹风电路.要求:只闭合S1时吹冷风,只闭合S2时既无风又不发热,同时闭合S1、S2时吹热风.请你用笔画线作导线按要求将图中的元件连接起来(连线不要交叉).

(4)如图所示是一个黑盒子,a,b是面板上两个窗口,a内是红灯,b内是黄灯,有三节干电池串联供电,只闭合S1时,红灯、黄灯都亮.只闭合S2时,两灯都不亮,S1、S2都闭合时,只有黄灯亮,请画出盒子内的电路图.

|(5)某校建教学楼、实验楼、图书馆接各一幢,每幢楼需要安装一个电铃,以便传递作息时间的信息,要求三个电铃用一个单刀多掷开关控制,同时每个电铃的工作互不影响,请你设计一个电路的原理图,电路元件从图中选取.(导线用笔画线表示)

(6)黑盒问题:某实验装置面板上有三个接线柱A、B、C和电灯、电铃各一个,如图所示.用导线连接A、B,铃响灯亮;用导线连接A、C,铃更响,灯不亮;用导线连接B、C,铃不响,灯不亮.试画出此装置的内部电路图.

(7)给你一个电池组,一个单刀双掷开关S1,一个单刀单掷开关S2,两只灯泡,要求闭合或开启开关,既可组成串联电路又可组成并联电路.试画出你的设计电路图.
(8)如图所示,是一封闭的盒子,面板上有红灯L1,绿灯L2,a,b,c为三个接线柱,盒子内有两节电池串联供电.当用导线接a,b时,两灯均不发光;用导线接b,c时,绿灯L2亮;用导线接a,c时,红灯L1亮.请画出盒内电路图.

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科目:初中物理 来源:2011年物理中考总复习专题:电路(解析版) 题型:解答题

设计电路
(1)如图甲所示,自制的转移开关时上的A、B、C、D四个按在木板上的图钉,其中B和C上各套一个曲别针,曲别针与图钉帽紧密接触但能转动,请按图乙所示电路图,以笔画线代替导线将图甲中的器材连接起来.

(2)在两条道路的交叉口安装红绿灯指挥车辆,可保障行车安全,如图a.当AB方向绿灯L2亮时,CD方向红灯L4同时亮;当AB方向红灯L1亮时,CD方向绿灯L3同时亮.请同学接上述要求在图b中的虚线框内画出L1、L2、L3、L4连接图;完成一个“红绿灯”的模拟电路(图b中S是一个单刀双掷开关.注意图中必须标注4个灯的代号L1、L2、L3、L4).

(3)在图中,有带风叶的小电动机一只,电热丝一段,开关两只(S1、S2),插头一只,导线若干,利用这些器材可以连接成一个有冷、热两档风的电吹风电路.要求:只闭合S1时吹冷风,只闭合S2时既无风又不发热,同时闭合S1、S2时吹热风.请你用笔画线作导线按要求将图中的元件连接起来(连线不要交叉).

(4)如图所示是一个黑盒子,a,b是面板上两个窗口,a内是红灯,b内是黄灯,有三节干电池串联供电,只闭合S1时,红灯、黄灯都亮.只闭合S2时,两灯都不亮,S1、S2都闭合时,只有黄灯亮,请画出盒子内的电路图.

|(5)某校建教学楼、实验楼、图书馆接各一幢,每幢楼需要安装一个电铃,以便传递作息时间的信息,要求三个电铃用一个单刀多掷开关控制,同时每个电铃的工作互不影响,请你设计一个电路的原理图,电路元件从图中选取.(导线用笔画线表示)

(6)黑盒问题:某实验装置面板上有三个接线柱A、B、C和电灯、电铃各一个,如图所示.用导线连接A、B,铃响灯亮;用导线连接A、C,铃更响,灯不亮;用导线连接B、C,铃不响,灯不亮.试画出此装置的内部电路图.

(7)给你一个电池组,一个单刀双掷开关S1,一个单刀单掷开关S2,两只灯泡,要求闭合或开启开关,既可组成串联电路又可组成并联电路.试画出你的设计电路图.
(8)如图所示,是一封闭的盒子,面板上有红灯L1,绿灯L2,a,b,c为三个接线柱,盒子内有两节电池串联供电.当用导线接a,b时,两灯均不发光;用导线接b,c时,绿灯L2亮;用导线接a,c时,红灯L1亮.请画出盒内电路图.

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科目:初中物理 来源: 题型:

如图所示是一个封闭的小盒,A,B,C,D是四根外接引线。已知盒内的结构是由三只电阻连接而成,并与A,B,C,D相连。现用多用电表测得A,C间电阻,A,D间电阻,C,D间电阻,用导线将B,D连接,此时测得A,D间电阻,拆除这根导线。

(1)画出盒内电阻的连接图,并标出每个电阻的阻值。

(2)如果在C,D间加30V电压,求A,C间电压及盒中电阻消耗的总功率?

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