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黑箱实验论文学 校：xxx学 院：xxx专 业：xx班 级：xxx姓 名：xxxx学 号：xxx时 间：xxx指导老师：xxx 摘要：小黑箱内有固有电阻，电容，二极管; 根据电阻正反接时阻值相等，电容的充放电原理和二极管的单项导电，反向电阻无穷大的特性，利用万用表检测小黑箱的内部结构，并画出小黑箱结构电路图。关键词：黑箱，万用表 黑箱black box，指的是内部结构和特性不能直接观测的系统，只能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。这些黑箱的内部结构和机理还不清楚或不十分清楚，需要我们去了解、去认识。著名的控制论专家艾什说：“所有的事物实际上都是黑箱，并且我们从小到老一辈子都在跟黑箱打交道在物理教学中我们遇到许多黑箱问题如果我们能恰当地运用这些黑箱问题将十分有利于培养与训练学生的创造思维。研究黑箱有两种方法：一种是开启黑箱法，即将黑箱分成局部，研究其内部结构和功能，但由于开启黑箱时，可能会引起黑箱本身结构和功能的变化，而且有些黑箱不允许翻开或由于技术问题不能翻开，所以这种方法有很大的限制。另一种方法是不开启黑箱，既不破坏黑箱的半身结构，而是有目的地对黑箱输入信息，观测黑箱对应的输出信息，并利用分析、综合、利弊等逻辑的方法和必要的数学运算而得到结论最后确定黑箱内部状态和内部结构。解决黑箱实验的根本程序如下：黑箱实验的根本思路为：黑箱实验的根本元件有固定电阻，二极管，电容。小黑箱有四个接线柱1，2，3，4。把万用表调到欧姆档，用直流电流来检测黑箱中的各个元件，一般用R*100或R*1K档，而不用R*1或R*10K档，因为R*1档的电流太大，容易烧毁二极管，R*10K档的电压过大，容易击穿二极管。把红黑表笔分别插在万用表的正负插孔，如果用红黑表笔正反接两个接线柱，万用表指针偏转显示几乎一样，那么可以判断两接线柱之间存在的是固有电阻；如果红黑表笔正反接两个接线柱，一个显示非常大，另一个指针显示为零，可以判定两接线柱之间存在二极管，即利用了二极管的单向导电性；如果红黑表笔正接指针先偏转一定示数，然后又缓慢变为零，反接也同样是指针先偏转后缓慢变为零，可以判定两接线柱之间存在电容。实验内容：小黑箱上有四个接线柱，两接线柱之间可能会有一个电学元件，这些元件可能是固定电阻，二极管，电容。通过万用表的检测来判定电学元件的种类，再确定黑箱的元件组合。 实验原理：1.二极管正接电阻接近零，反接电阻无限大；2.电容器是一种储能元件，具有储存电能的功能，通交流，阻直流，电容器具有漏电流的现象，可用万能表的R*10K档，直接测元件有无放电过程来判断；3.定值电阻阻值不变，导线电阻为零。 实验器材：小黑箱包括电阻，电容，二极管，万用表实验步骤：图为小黑箱41 3 2 4 小小 小黑箱有四个接线柱1，2，3，4，首先将万用表调零将红黑表笔对接看指针偏转，旋转调节旋钮使万用表打到零刻度将连有万用表的红黑表笔分别正反接在小黑箱的1-2，1-3，1-4，2-3，2-4，3-4这几组接线柱上，分别读出这几组接线柱正反接时的测量值，通过以上测量的数据，进行分析，画出电路图，确定小黑箱的结构实验结果： 接线柱 正接显示 反接显示 1-2 10K 不偏转 1-3 1-4 不偏转 2-3 不偏转 不偏转 2-4 3-4 不偏转 不偏转实验分析：1-3之间有电容根据电容的充放电现象判断；2-4之间是固定电阻；红黑表笔接1-2和1-4两组时都是正接偏转，反接不偏转，所以1-2和1-4之间都有可能是二极管；正接时黑笔连接的一端是二极管的正极，红笔连的是二极管的负极万用表打到欧姆档相当于欧姆表，欧姆表内有内电源，负极输出电流即2,4端为二极管正极，由此，可能的两种黑箱结构电路图 ( a ) ( b ) 1 3 1 324 2 4 a (b)，1-2间电阻为10K，不符合要求；假设为第二种情况那么1-4间电阻比1-2间小，符合要求，所以该小黑箱的结构电路图为b即黑箱结构电路图为：1-3间电容，1-4间二极管，2-4间为固定电阻1 32 4物理黑箱实验的思维训练功能：1、逆向思维训练：在黑箱实验中，物理情景中只给出一些外部的信息，学生需要从这些书信息出发，倒着展开思路，分析推理产生的原因和条件，探求黑箱的结构。这有效地培养了学生的逆向思维能力。2、发散思维训练：许多黑箱部问题内部结构往往并不是唯一确定的，从而会出现多种解答方法，这有效地培养了学生的发散思维能力。3、逻辑思维训练：解答黑箱问题，必须具有一定的逻辑分析推理能力，要求做到周密，条理清晰，逻辑严谨。 总结：根据探究这个小黑箱的内部结构电容，电阻，二极管的实验设计思路,我们能够探究更大的黑箱电感，正负热敏电阻，电源等，了解更多电学元件的特性。通过这次的探究性实验，让我们思考问题更全面，更深入，对物理学器件的了解更加透彻，同时也大大提高了我们的独立思考能力和动手能力。使我掌握了一些探究性实验的根本方法，为以后的探究性实验提供了很大的帮助。参考文献：1.物理实验研究与设计 田金桂 大连出版社 2.电路黑箱的实验研究 刘桂花 3.大学物理实验第二版 李学慧 高等教育出版社