黑箱裝置實驗

❶ 黑箱的科學知識——黑箱

1956年，艾什比在其所寫的《控制論導論》中對黑箱和黑箱方法做了比較系統的闡述。「黑箱問題是在點擊工程中出現的。給電機師一個密封箱，上面有些輸入接頭，可以隨意通上多少電壓、電擊或任何別的干擾；此外有些輸出接頭，可以藉此作他所能作的觀察。」
所謂黑箱是指這樣一個系統，我們只能得到它的輸入值和輸出值，而不知道其內部結構。黑箱可以是任何系統，只要是僅根據對其外部性質的研究來對它進行判斷的系統。其次，黑箱問題實際是個認識問題。所謂黑箱，是相對於人這個人是主體而言的。在這個研究領域里，客觀事物無所謂「黑」「白」之分，而人的認識卻有一個不知與知、知之不多與知之較多的問題，對某個事物有個確定的知識，「黑」就轉化為「白」。
黑箱問題具有普遍性，例如在醫學中，醫生是靠診察、化驗和問答來推斷機體的病情；而在生活中，也能找到例子，如一個人在不會開門時，總是在門把手上左右轉動（輸入），看門鎖開不開（輸出），而不必吧門鎖卸下來。
——《控制論、資訊理論、系統科學與哲學》 王雨田 主編
任何有關大自然的科學陳述都以觀察為基礎。即使是在溶解這類日常現象中，也可以觀察到許多有趣的事。高錳酸鉀是紫色的，糖是白色的，水是透明的，在高錳酸鉀溶解之初你會看到奇形怪狀的紫色枝狀物，糖在溶解時會沉到玻璃杯底，溶解後杯里的水是甜的，如此等等。在許多經驗中應當集中注意該首先解釋的那一個。一次只問一個問題，要比企圖一次就了解一切東西讓你更有機會得到一個比較簡單的答案。通過一步一步循序漸進，你將會懂得越來越多。對客觀實在的循序漸進的探索是無止境的。?
在方糖溶解時你曾假設糖有一種粗疏的結構。在溶解時糖瓦解為越來越小的部分，最後變成如此之小的小片，你根本就看不見它們。你可以把這些小片想像成許多種不同的樣子。但是你不會把它們想像成你從未見過的樣子。人們只能想像他（她）通過感官已經看到或感覺到的那些特徵，或者至多把這些特徵在腦海中重新組合。在對還不理解的現象建立模型時，只能把它同已知現象加以比較。
每個人都知道短尾巴的、三角耳朵的捲毛狗。但是卻沒有人把看不見的高錳酸鉀小片想像像一條捲毛狗那樣。這樣的模型使圖像不必要地復雜化。復雜的模型使思索更困難。它的不必要的細節會把我們導入死胡同。為了更容易理解，應當建立能夠解釋這種現象的盡可能簡單的模型。
對於你可以通過觀看、撫摩、嘗味道而認識的東西，沒有必要建立模型。如果你只想用顏色、形狀、味道描寫方糖塊，你不需要為它建立模型。研究糖溶解時觀察到的現象時，如果你建立一個模型，想像水和糖的這種用肉眼--甚至用放大鏡也看不見的小片是什麼樣子，就會使我們得到更多的理解。
如果你看不見某種東西，你就必須想像它。具有未知結構並且不能直接接近的東西通常叫做一個黑箱。你必須只從外部觀察它的行為來推測它的內部結構和它的運轉機制。在這個意義上，一隻活小貓、一台計算機或者一個人的大腦都同樣可以看成是一個黑箱。我們對它們怎樣運轉感興趣，雖然我勸你們不要打開它們。但是你可以觀察它們對外界刺激怎樣起反應，從而得到有關它們的內部結構和運轉機制的有用結論。研究工作者、工程師和醫生都使用這個方法。?
實驗2-1:電路黑箱??
積累經驗！ 試試看你能不能經過黑箱上的A,C兩個金屬接線柱把電路接成一條閉合迴路。如果燈泡亮了，那麼你可以想像在黑箱內部A,C兩個接線柱是用金屬連起來的。這個想法是對的，雖然它還不足以預告進一步的實驗結果。還需要更多的觀察。
如果你把電路接到接線柱A和B上會發生什麼情況？如果這時燈泡又亮了，那麼你可以正確地想像黑箱內A,B兩點之間也有金屬聯結。現在建立一個模型從電流的觀點解釋以上兩個實驗。根據你的模型，試著預言如果聯結B,C兩個接線柱會發生什麼情況。然後檢驗你的預言：把電路接到B,C兩個接線柱上，看燈泡亮不亮。?
藉助於模型你可以對從未觀察過的現象得出結論。建立模型的目的並不只是對未知現象給出相應的形象化的解釋，而且還要能夠對後續的實驗結果作出預言，能夠有目的地生成有用的過程。模型是一種思維工具，它的價值在於它可以應用到各個方面。不提供任何預告性結論的模型是無用的。

❷ 如圖甲所示為一黑箱裝置，盒內有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個輸出端．①為了探測黑箱，有以下幾種

（1）多用電表不能用電阻擋直接測含源電路的電阻，用多用電表的電流檔測量專a、b間可能會造成屬短路．
用多用電表的電壓檔測量a、b間的輸出電壓是可以的，故選B
（2）由U-I圖可知，
E?UI=0.75Ω
（3）該實驗的系統誤差主要是由電壓表的分流，導致電流表測量的電流小於通過電源的真實電流；
利用等效電源分析，即可將電壓表等效為電源內阻，測實驗中測出的電動勢應為等效電阻輸出的電壓，
由圖可知，輸出電壓小於電源的電動勢；故可知電動勢的測量值小於真實值；測實驗中測出的內阻應為實際電源內阻和電壓表內阻並聯的等效電阻，
所以測得的內阻與實際值相比偏小．
故答案為：（1）B
（2）1.45，0.75
（3）偏小，偏小

❸ 電學實驗室內有一種黑箱子，裡面有許多不同電子元件，請問那種箱子具體叫什麼名字是就叫「黑箱」嗎

黑匣子有時也叫

❹ 如圖所示為一黑箱裝置，盒內有電源、電阻元件，a、b、c為黑箱的三個輸出端．為了探測黑箱，某同學進行了

測量電阻時，應將被測電阻與電路分開，故①不妥； 用用多用電表的電壓內檔測量a、c間的輸出容電壓，相當於測量的電源電動勢，故②妥當； 用多用電表的電流檔測量a、b間的輸出電流，相當於把電表接入組成閉合電路，故③不妥當． 故選①③

❺ 圖甲為一黑箱裝置，盒內有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個輸出端． （1）為了探測黑箱，某同學進行

（1）多用電抄表襲不能用電阻擋直接測含源電路的電阻，用多用電表的電流檔測量a、b間可能會造成短路． 用多用電表的電壓檔測量a、b間的輸出電壓是可以的，故選② （2）由U-I圖可知，

E-U

I

=0.75Ω
（3）該實驗的系統誤差主要是由電壓表的分流，導致電流表測量的電流小於通過電源的真實電流；
利用等效電源分析，即可將電壓表等效為電源內阻，測實驗中測出的電動勢應為等效電阻輸出的電壓，
由圖可知，輸出電壓小於電源的電動勢；故可知電動勢的測量值小於真實值；測實驗中測出的內阻應為實際電源內阻和電壓表內阻並聯的等效電阻，
所以測得的內阻與實際值相比偏小．
故答案為：（1）②
（2）1.45，0.75
（3）偏小，偏小

❻ 什麼叫「黑箱實驗」

什麼是黑箱
古往今來，人類在探索物質世界的過程中，總會遇到一些內部結構尚不清楚的系統，在控制論中，把這樣的系統叫做黑箱。對某一未知系統（即黑箱）通過實驗和推理來研究其內部結構的問題，一般稱之為黑箱問題。
黑箱的作用
在物理教學中，黑箱及黑箱問題不僅能激發學生對物理學習的濃厚興趣，而且黑箱問題的分析和解決還能培養學生的邏輯判斷能力。推理能力、創造能力和應用物理知識解決實際問題的能力，所以在中學物理教學中應廣泛推廣這種黑箱及黑箱方法
黑箱的分類
黑箱的分類，
從物理學內容的角度來看，一般可以把黑箱分為力學黑箱、光學黑箱和電學黑箱、聲學黑箱等幾種，其中又以光學黑箱和電學黑箱較為常見；從教學功能上來說，黑箱又可以分為導入新課類黑箱、幫助建立概念、規律類黑箱、鞏固復習類黑箱及實驗訓練類黑箱等。黑箱的分類不是絕對的，從不同的角度去看有著不同的分類方法。
黑箱問題的解決方法
黑箱是一種未知系統，
在探索其內部結構時往往不能將其打開而成為「白箱」，因此，通常採用這樣的方法來解決：給黑箱輸人某一或某幾個信號（如光學信號、電學信號、力學信號等），觀察其輸出信號，然後進行推理，最終得出黑箱的內部結構。由於是通過邏輯推理的，所以最終結果有可能並不是唯一的，這就可以大大促進學生進行發散性思維，使思維得到發展。

❼ 如圖甲所示為一黑箱裝置，盒內有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個輸出端．（1）為了探測黑箱，某同學

（1）多用電表不能用電阻擋直接測含源電路的電阻，用多用電表的電流檔專測量a、b間可能會造成屬短路．
用多用電表的電壓檔測量a、b間的輸出電壓是可以的，故選②
（2）由U-I圖可知，
E?UI＝0.75Ω．
（3）該實驗的系統誤差主要是由電壓表的分流，導致電流表測量的電流小於通過電源的真實電流；
利用等效電源分析，即可將電壓表等效為電源內阻，測實驗中測出的電動勢應為等效電阻輸出的電壓，
由圖可知，輸出電壓小於電源的電動勢；故可知電動勢的測量值小於真實值；實驗中測出的內阻應為實際電源內阻和電壓表內阻並聯的等效電阻，
所以測得的內阻與實際值相比偏小．
故答案為：（1）①、③
①中不能用電阻檔直接測量含源電路的電阻；
③中可能會造成短路
（2）1.45（±0.02）0.73（±0.02）
（3）偏小 偏小

❽ 圖甲為一黑箱裝置，盒內有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個輸出端．（1）為了探測黑箱，某同學進行了

（1）多用電來表不能用電阻擋直接測含源自電路的電阻，用多用電表的電流檔測量a、b間可能會造成短路．
用多用電表的電壓檔測量a、b間的輸出電壓是可以的，故選②
（2）由U-I圖可知，
E?UI=0.75Ω
（3）該實驗的系統誤差主要是由電壓表的分流，導致電流表測量的電流小於通過電源的真實電流；
利用等效電源分析，即可將電壓表等效為電源內阻，測實驗中測出的電動勢應為等效電阻輸出的電壓，
由圖可知，輸出電壓小於電源的電動勢；故可知電動勢的測量值小於真實值；測實驗中測出的內阻應為實際電源內阻和電壓表內阻並聯的等效電阻，
所以測得的內阻與實際值相比偏小．
故答案為：（1）②
（2）1.45，0.75
（3）偏小，偏小

❾ 如圖甲所示為一黑箱裝置，盒內有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個輸出端．（1）為了探測黑箱，小明進

（1）多用電表不能用電阻擋直接測含源電路的電阻，用多用電表的電流檔測量、b間可能會造成短路；
用多用電表的電壓檔測量a、b間的輸出電壓是可以的；
（2）①如圖所示：
UI≈2.0Ω；
故R₀=2Ω；
③黑箱等效成電源時，由於電壓表V₁的分流作用，電流表讀數偏大，內阻與電動勢均偏小；利用等效電源分析，即可將電壓表等效為電源內阻，故實驗中測出的電動勢應為電壓表等效電阻分的電壓的最大值，由圖可知，輸出電壓小於電源的電動勢；故可知電動勢的測量值小於真實值；測實驗中測出的內阻應為實際電源內阻和電壓表內阻並聯的等效電阻，
所以測得的內阻與實際值相比偏小．
將黑箱和電阻R₀看作等效電源時，誤差同上述分析；
根據歐姆定律計算電阻R₀時，電流測量值偏小，故電阻值偏大；
故答案為：（1）①③；①中不能用電阻擋直接測含源電路的電阻，③中可能會造成短路．（2）①如圖所示；②2.0，1.5，1.0；③大於，小於，小於．

❿ 米勒實驗屬於黑箱實驗為什麼

屬於。
黑箱實驗就是指那些具體機理不清楚的實驗。
米勒實驗雖然得到了有機物，但究竟怎麼產生的，整個的過程是怎樣的還不知道，屬於黑箱實驗