黑箱装置实验

❶ 黑箱的科学知识——黑箱

1956年，艾什比在其所写的《控制论导论》中对黑箱和黑箱方法做了比较系统的阐述。“黑箱问题是在点击工程中出现的。给电机师一个密封箱，上面有些输入接头，可以随意通上多少电压、电击或任何别的干扰；此外有些输出接头，可以借此作他所能作的观察。”
所谓黑箱是指这样一个系统，我们只能得到它的输入值和输出值，而不知道其内部结构。黑箱可以是任何系统，只要是仅根据对其外部性质的研究来对它进行判断的系统。其次，黑箱问题实际是个认识问题。所谓黑箱，是相对于人这个人是主体而言的。在这个研究领域里，客观事物无所谓“黑”“白”之分，而人的认识却有一个不知与知、知之不多与知之较多的问题，对某个事物有个确定的知识，“黑”就转化为“白”。
黑箱问题具有普遍性，例如在医学中，医生是靠诊察、化验和问答来推断机体的病情；而在生活中，也能找到例子，如一个人在不会开门时，总是在门把手上左右转动（输入），看门锁开不开（输出），而不必吧门锁卸下来。
——《控制论、信息论、系统科学与哲学》 王雨田 主编
任何有关大自然的科学陈述都以观察为基础。即使是在溶解这类日常现象中，也可以观察到许多有趣的事。高锰酸钾是紫色的，糖是白色的，水是透明的，在高锰酸钾溶解之初你会看到奇形怪状的紫色枝状物，糖在溶解时会沉到玻璃杯底，溶解后杯里的水是甜的，如此等等。在许多经验中应当集中注意该首先解释的那一个。一次只问一个问题，要比企图一次就了解一切东西让你更有机会得到一个比较简单的答案。通过一步一步循序渐进，你将会懂得越来越多。对客观实在的循序渐进的探索是无止境的。?
在方糖溶解时你曾假设糖有一种粗疏的结构。在溶解时糖瓦解为越来越小的部分，最后变成如此之小的小片，你根本就看不见它们。你可以把这些小片想象成许多种不同的样子。但是你不会把它们想象成你从未见过的样子。人们只能想象他（她）通过感官已经看到或感觉到的那些特征，或者至多把这些特征在脑海中重新组合。在对还不理解的现象建立模型时，只能把它同已知现象加以比较。
每个人都知道短尾巴的、三角耳朵的卷毛狗。但是却没有人把看不见的高锰酸钾小片想象像一条卷毛狗那样。这样的模型使图像不必要地复杂化。复杂的模型使思索更困难。它的不必要的细节会把我们导入死胡同。为了更容易理解，应当建立能够解释这种现象的尽可能简单的模型。
对于你可以通过观看、抚摩、尝味道而认识的东西，没有必要建立模型。如果你只想用颜色、形状、味道描写方糖块，你不需要为它建立模型。研究糖溶解时观察到的现象时，如果你建立一个模型，想象水和糖的这种用肉眼--甚至用放大镜也看不见的小片是什么样子，就会使我们得到更多的理解。
如果你看不见某种东西，你就必须想象它。具有未知结构并且不能直接接近的东西通常叫做一个黑箱。你必须只从外部观察它的行为来推测它的内部结构和它的运转机制。在这个意义上，一只活小猫、一台计算机或者一个人的大脑都同样可以看成是一个黑箱。我们对它们怎样运转感兴趣，虽然我劝你们不要打开它们。但是你可以观察它们对外界刺激怎样起反应，从而得到有关它们的内部结构和运转机制的有用结论。研究工作者、工程师和医生都使用这个方法。?
实验2-1:电路黑箱??
积累经验！ 试试看你能不能经过黑箱上的A,C两个金属接线柱把电路接成一条闭合回路。如果灯泡亮了，那么你可以想象在黑箱内部A,C两个接线柱是用金属连起来的。这个想法是对的，虽然它还不足以预告进一步的实验结果。还需要更多的观察。
如果你把电路接到接线柱A和B上会发生什么情况？如果这时灯泡又亮了，那么你可以正确地想象黑箱内A,B两点之间也有金属联结。现在建立一个模型从电流的观点解释以上两个实验。根据你的模型，试着预言如果联结B,C两个接线柱会发生什么情况。然后检验你的预言：把电路接到B,C两个接线柱上，看灯泡亮不亮。?
借助于模型你可以对从未观察过的现象得出结论。建立模型的目的并不只是对未知现象给出相应的形象化的解释，而且还要能够对后续的实验结果作出预言，能够有目的地生成有用的过程。模型是一种思维工具，它的价值在于它可以应用到各个方面。不提供任何预告性结论的模型是无用的。

❷ 如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．①为了探测黑箱，有以下几种

（1）多用电表不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，用多用电表的电流档测量专a、b间可能会造成属短路．
用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压是可以的，故选B
（2）由U-I图可知，
E?UI=0.75Ω
（3）该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；
利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，
由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；测实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，
所以测得的内阻与实际值相比偏小．
故答案为：（1）B
（2）1.45，0.75
（3）偏小，偏小

❸ 电学实验室内有一种黑箱子，里面有许多不同电子元件，请问那种箱子具体叫什么名字是就叫“黑箱”吗

黑匣子有时也叫

❹ 如图所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻元件，a、b、c为黑箱的三个输出端．为了探测黑箱，某同学进行了

测量电阻时，应将被测电阻与电路分开，故①不妥； 用用多用电表的电压内档测量a、c间的输出容电压，相当于测量的电源电动势，故②妥当； 用多用电表的电流档测量a、b间的输出电流，相当于把电表接入组成闭合电路，故③不妥当． 故选①③

❺ 图甲为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端． （1）为了探测黑箱，某同学进行

（1）多用电抄表袭不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，用多用电表的电流档测量a、b间可能会造成短路． 用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压是可以的，故选② （2）由U-I图可知，

E-U

I

=0.75Ω
（3）该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；
利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，
由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；测实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，
所以测得的内阻与实际值相比偏小．
故答案为：（1）②
（2）1.45，0.75
（3）偏小，偏小

❻ 什么叫“黑箱实验”

什么是黑箱
古往今来，人类在探索物质世界的过程中，总会遇到一些内部结构尚不清楚的系统，在控制论中，把这样的系统叫做黑箱。对某一未知系统（即黑箱）通过实验和推理来研究其内部结构的问题，一般称之为黑箱问题。
黑箱的作用
在物理教学中，黑箱及黑箱问题不仅能激发学生对物理学习的浓厚兴趣，而且黑箱问题的分析和解决还能培养学生的逻辑判断能力。推理能力、创造能力和应用物理知识解决实际问题的能力，所以在中学物理教学中应广泛推广这种黑箱及黑箱方法
黑箱的分类
黑箱的分类，
从物理学内容的角度来看，一般可以把黑箱分为力学黑箱、光学黑箱和电学黑箱、声学黑箱等几种，其中又以光学黑箱和电学黑箱较为常见；从教学功能上来说，黑箱又可以分为导入新课类黑箱、帮助建立概念、规律类黑箱、巩固复习类黑箱及实验训练类黑箱等。黑箱的分类不是绝对的，从不同的角度去看有着不同的分类方法。
黑箱问题的解决方法
黑箱是一种未知系统，
在探索其内部结构时往往不能将其打开而成为“白箱”，因此，通常采用这样的方法来解决：给黑箱输人某一或某几个信号（如光学信号、电学信号、力学信号等），观察其输出信号，然后进行推理，最终得出黑箱的内部结构。由于是通过逻辑推理的，所以最终结果有可能并不是唯一的，这就可以大大促进学生进行发散性思维，使思维得到发展。

❼ 如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．（1）为了探测黑箱，某同学

（1）多用电表不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，用多用电表的电流档专测量a、b间可能会造成属短路．
用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压是可以的，故选②
（2）由U-I图可知，
E?UI＝0.75Ω．
（3）该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；
利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，
由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，
所以测得的内阻与实际值相比偏小．
故答案为：（1）①、③
①中不能用电阻档直接测量含源电路的电阻；
③中可能会造成短路
（2）1.45（±0.02）0.73（±0.02）
（3）偏小 偏小

❽ 图甲为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．（1）为了探测黑箱，某同学进行了

（1）多用电来表不能用电阻挡直接测含源自电路的电阻，用多用电表的电流档测量a、b间可能会造成短路．
用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压是可以的，故选②
（2）由U-I图可知，
E?UI=0.75Ω
（3）该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；
利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，测实验中测出的电动势应为等效电阻输出的电压，
由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；测实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，
所以测得的内阻与实际值相比偏小．
故答案为：（1）②
（2）1.45，0.75
（3）偏小，偏小

❾ 如图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端．（1）为了探测黑箱，小明进

（1）多用电表不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，用多用电表的电流档测量、b间可能会造成短路；
用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压是可以的；
（2）①如图所示：
UI≈2.0Ω；
故R₀=2Ω；
③黑箱等效成电源时，由于电压表V₁的分流作用，电流表读数偏大，内阻与电动势均偏小；利用等效电源分析，即可将电压表等效为电源内阻，故实验中测出的电动势应为电压表等效电阻分的电压的最大值，由图可知，输出电压小于电源的电动势；故可知电动势的测量值小于真实值；测实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，
所以测得的内阻与实际值相比偏小．
将黑箱和电阻R₀看作等效电源时，误差同上述分析；
根据欧姆定律计算电阻R₀时，电流测量值偏小，故电阻值偏大；
故答案为：（1）①③；①中不能用电阻挡直接测含源电路的电阻，③中可能会造成短路．（2）①如图所示；②2.0，1.5，1.0；③大于，小于，小于．

❿ 米勒实验属于黑箱实验为什么

属于。
黑箱实验就是指那些具体机理不清楚的实验。
米勒实验虽然得到了有机物，但究竟怎么产生的，整个的过程是怎样的还不知道，属于黑箱实验