如图所示,是从某电子仪器上拆下来的密封盒子,已经知道盒内有三只电阻,A、B、C、D为四根导线.现用多用电表测量,得知AC间的电阻Rac=20Ω,CD间的电阻Rcd=50Ω,AD间的电阻Rad=30Ω.用导线把BD连接后,测得AD间的电阻R'ad=20Ω,请在方盒内画出两种可能的电阻连接图,并在图中标出每个电阻的阻值.
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解:由题意知:A、C两点间的阻值最小,因此先在A、C间连入阻值为20Ω的定值电阻;
A、D间的电阻为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间的阻值为50Ω,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:
①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;
②直接接入一个电阻,使其与30Ω的电阻并联后,等效电阻为20Ω,经计算,此电阻阻值为60Ω;
故设计电路图如下:
解析分析:此题是纯电阻的黑盒问题,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.
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.