把握命题规律,巧学欧姆定律

2009-06-24 09:21
物理教学探讨·初中学生版 2009年2期
关键词:示数电压表电流表

徐 勇

纵观近几年的中考物理试题,不难发现各地试题在力求全面考查三维目标的同时,都很好地体现了“源于教材、高于教材、又不拘泥于教材”的特点,传统中求变化,平稳中谋创新,常出现课后小实验、课后典型练习的改编题,部分试题直接是往年中考试题的再现或改编。笔者仅就近几年中考试题中欧姆定律部分的旧题新考现象略举几例加以分析,希望能对同学们有所启发,在复习时注意方法。

一、伏安特性曲线

1. (2007·桂林)在某一温度下,连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图1所示。由图中信息可知()

A. A导体的电阻为10 Ω

B. B导体的电阻为10 Ω

C. A导体两端电压为3 V时,通过A导体的电流为0.3 A

D. B导体两端电压为3 V时,通过B导体的电流为0.6 A

答案:B。

2. (2008·江苏)如图2a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图2b所示。根据图线的信息可知:_____(甲/乙)是电压表V2示数变化的图线,电源电压为______V,电阻R1的阻值为_______Ω。

答案:乙; 6 V; 10 Ω。

甲的电阻是_____Ω,将元件甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端,则流过元件甲的电流是_________A,流过元件乙的电流是________A。

答案:5 Ω; 0.4 A; 0.2 A。

点拨:伏安特性曲线一直是中考的重点内容,从以上几道图象题,不难看出其描述的均是电阻中的电流随两端电压变化而变化的关系图线。解答此类问题首先要知道这个图象描述的是什么问题,什么曲线代表什么关系;其次要知道在解决问题时所画的垂直于X轴的线或平行于X轴的线与图象的交点代表什么物理量相同,这是解决这类问题的关键。从以上几例可以看出此类问题的考查既有旧题的简单再现,也有考查角度的更换,并有向综合性延伸的趋势。万变不离其宗,只要我们具备基本的识图能力,弄清图线代表的物理的本质意义,便能以不变应万变,灵活解题。

二、电表示数变化问题

1. (2007·上海)在图4所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A的示数将_______(选填“变小”、“不变”或“变大”),电压表V与R2两端电压的差值跟R1两端电压的比值________(选填“小于1”、“等于1”或“大于1”)。

答案:变小; 等于1。

2. (2008·江苏)如图5所示,电源电压保持不变。开关S闭合后,当滑动变阻器R的滑片P向左移动时,电流表和电压表示数的变化情况是()

A. 电流表的示数变小,电压表的示数变大

B. 电流表的示数变小,电压表的示数变小

C. 电流表的示数变大,电压表的示数变大

D. 电流表的示数变大,电压表的示数变小

答案:A。

点拨:电路动态分析题,历年均是知识与能力结合题型的一个亮点,由于滑动变阻器的滑片P的位置变化而引起电路中电学物理量的变化则是更为常见的题型。处理好这类问题的关键是解决好以下几个环节:局部电阻的变化→整个电路电阻的变化→总电流的变化→局部定值电阻电压的变化→局部电流的变化。从以上题中可看出中考试题可能会变换角度,或图形变形,但只要掌握先电阻后电流,先干路后支路,先不变量后变量这种“三先三后”的基本分析方法,便能快速而准确地作出判断。近年此类试题还出现一些细微的变化,如滑片P的位置移动时判断各电表示数变化问题,希同学们略加关注。

三、研究欧姆定律及伏安法测电阻、测定小灯泡电功率实验探究类

1. (2006·泰州)为了探究电流与电压的关系,小华设计了图6a所示的实验电路图。

(1)实验选用的器材如图6b所示,其中电源为2节干电池,定值电阻为10 Ω,滑动变阻器标有“10 Ω 2 A”字样,则实验时电压表应选用的量程为__________V,电流表应选用的量程为____________A。

(2)请根据电路图用笔画线代替导线,将图6b中的元件连成电路。要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数变大。

(3)下表是小华探究电流与电压关系时记录的几组实验数据,通过对表中数据的分析,可得到的初步结论是:_______________________________________。

答案:(1)0~3(或3); 0~0.6(或0.6)。

(2)略。

(3)当电阻一定时,导体中的电流与导体(两端)的电压成正比。

2. (2008·辽宁)在“探究电流跟电阻关系”的实验中,小刚设计的实验电路图如图7所示:

(1)请用笔划线代替导线,按电路图将实物连接起来。

(2)小刚连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转,并且指针总在晃动,造成上述现象的原因分别是_____________________、___________________。

(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,读出并记下电流值;再将5 Ω的电阻改接成10 Ω的电阻,发现电压表示数大于2 V。于是他下一步的操作是:将滑动变阻器的滑片向_________(选填“左”或“右”)移动,使_____________并记下电流值;再改接20 Ω的电阻,重复上述实验。

(4)此实验得到的结论是_______________________

________________________________________________。

答案:(1)略。

(2)连接电路时开关没有断开; 电路接触不良。

(3)由图连接情况定; 使电压表的示数为2 V。

(4)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。

点拨:研究欧姆定律的实验,伏安法测电阻、测定小灯泡的电功率的实验是中考年年考的问题,但年年都有变化,主要表现在:每年考查的内容和角度不断变化,有的考查实验原理的认知,有的考查实验方案的设计,有的考查实验器材的选择和使用,有的考查读数与设计表格,有的考查现象分析,有的考查实验误差分析等等。上述两题主要考查学生数据分析能力、实验操作中实验条件的控制能力以及识图读图能力,具有一定的探索性和综合性,尤其是2008年辽宁省的实验题主要是考查对实验条件的控制能力。学生实验时一般容易忽视对实验条件的控制,而这类试题出现的频率较高,我们在学习过程中要不断挖掘各实验的内涵与外延。

四、压敏、光敏、热敏电阻综合计算类

1. (2006·莱芜)图8a是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图。压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化,油量表(由电流表改装而成)指针能指示出油箱里油的多少。已知:压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。

若压力传感器R的上表面面积为5cm2,汽油热值为4.6×107 J/kg,汽油密度为0.7×103 kg/m3,电源电压为6 V。请回答:

(1)当油与箱总重为600 N时,压力传感器R受到的压强是多大?

(2)若油箱内油为10 kg时,汽油完全燃烧放出的热量是多少?

(3)如果空油箱的质量为5.8 kg,油量表指针指向2×10-2 m3时,电路中电流是多少?

答案:(1)压力传感器R受到的压强为1.2×106 Pa。

(2)10 kg汽油完全燃烧放出的热量Q=4.6×108 J。

(3)电路中电流为0.03 A。

2. (2008·厦门)图9甲是某电子秤的原理示意图。电压表量程为0~3 V(可对应显示质量大小),已知电阻R0=60 Ω。压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图9乙所示,压力传感器表面能承受的最大压强为2×106 Pa,压杆与压力传感器的接触面积是2 cm2。设托盘和压杆的质量可以忽略不计,电源电压恒定不变。试求:

(1)该压力传感器能承受的最大压力.

(2)若要求传感器受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则电源电压是多大?

(3)通过计算判断电子秤的刻度是否均匀。

答案:(1)该压力传感器能承受的最大压力为400 N。

(2)传感器受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则电源电压为6 V。

(3)电子秤的刻度是不均匀的。

点拨:近几年的物理中考中,综合计算问题常以压敏、光敏、热敏电阻为载体来命题,更注重利用社会热点和生产生活中的事例来创设情景,贯彻“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,融需要考查的目标和内容于情景之中,围绕情景设置物理问题,有效地考查了学生的分析、概括、抽象的建模能力和运用物理知识解决实际问题的能力。上述两题均以压敏电阻为载体,只是换了命题的角度,增加了图象,创设了新的情景,较好地考查学生分析问题的应变能力。限于篇幅,笔者不可能将其他类型全部罗列,希同学们能从中受到启发,通过相关的训练,最终能自如应对各种计算题。

2009年的物理中考将会更加关注生活、关注高科技、关注社会热点,试题的形式也可能更加丰富多彩。同学们在复习过程中要重视中考热点问题信息的搜集与训练,复习时要以历届的中考题为模板,用物理知识去审视、展现物理情景。中考试题的题型是保持稳定的,无论命题的载体怎样变化,大部分试题,尤其是基础试题的70℅是由旧题演变而成的,或是换了试题背景,或是换了命题的角度,或是增加了物理过程,或是变化了隐含条件等等,希望同学们在复习时多加关注与挖掘,做好针对性训练,努力做到举一反三。

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