來源:昭通新聞網(wǎng)
2023-05-27 17:28在中考物理中,電學(xué)計算題是必考的題型之一,分值為7至8分。一般設(shè)置3個小問題,第1、2小問屬基礎(chǔ)題型,難度不大,第3小問難度稍大。從近幾年閱卷結(jié)果來看,電學(xué)計算題的得分率很低。經(jīng)分析,得分低的原因除了題干信息閱讀量大、隱含條件不易挖掘、考生沒有分配好答題時間等外,還存在題目綜合性強、電學(xué)計算公式繁多的原因。正因為如此,很多考生對電學(xué)計算題是沒有底氣的。事實上,上述障礙往往都是“紙老虎”,只要考生在復(fù)習(xí)時多注意歸納總結(jié),一定能找到破解的方法,筆者為考生介紹一種輕松解題的好方法。
在初中物理電學(xué)的主干知識中,有4個重要的物理量:電流、電壓、電阻和電功率。在純電阻電路中,電流、電壓和電阻三者之間的關(guān)系滿足歐姆定律,考生只要牢記歐姆定律的表達式,知道其中兩個物理量,就可以求出第三個物理量。電功率P是描述電流做功快慢的物理量,等于電壓U乘以電流I。
電流I、電壓U、電阻R和電功率P四個物理量中任意已知兩個物理量,就可以導(dǎo)出另外兩個未知物理量相對應(yīng)的計算方程。例如:1.已知I和U,求解R和P時,對應(yīng)的方程是R=U/I和P=U×I;2.已知I和R,求解U和P時,對應(yīng)的方程是U=I×R和P=i2×R;3.已知I和P,求解U和R時,對應(yīng)的方程是U=P/I和R=P/i2;4.已知U和R,求解I和P時,對應(yīng)的方程是I=U/R和P= U2/R;5.已知U和P,求解I和R時,對應(yīng)的方程是I=P/U和R=U2/P;6.已知R和P,求解I和U時,對應(yīng)的方程是I=U/R和U=P/I。綜上,可以簡單地歸納為“知二求二”原則,解題時認真審題,獲得兩個物理量的信息,即可快速對應(yīng)物理方程輕松求解剩余兩個物理量,以下面兩個題為例。
【例1】(2021年云南省中考第25題8分)交通安全要求廣大司機“開車不喝酒,喝酒不開車”,酒后駕駛存在許多安全隱患。某科技興趣小組設(shè)計了一種簡易的酒精檢測儀,其電路原理如圖甲所示。電源電壓為12V;R1是氣敏電阻,其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關(guān)系,如圖乙所示,R2為滑動變阻器。檢測前對檢測儀進行“調(diào)零”;即調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為0.1A,調(diào)零后變阻器滑片位置保持不變。查閱到相關(guān)資料如下圖:
(1)求“調(diào)零”后變阻器R2接入電路的阻值;
(2)檢測前R2工作10s消耗的電能;
(3)對某司機進行檢測時,電流表示數(shù)為0.16A,依據(jù)信息窗資料,通過計算判斷該司機屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。
【解題思路】(1)根據(jù)“知二求二”原則,要求R2接入電路的阻值,必須要求流過R2的電流、R2兩端的電壓、R2的電功率這3個物理量中要知道其中2個。根據(jù)電路圖,R2與R1串聯(lián),流過它們的電流大小相等,均為0.1A;根據(jù)題設(shè)條件,總電壓為12V,可以計算出電路中的總電阻R=12V/0.1A=120Ω,根據(jù)圖乙,未進行酒精檢測時R1=100Ω,可計算出R2=R-R1=20Ω。
(2)要求R2工作10s消耗的電能,需先求出R2的電功率,根據(jù)“知二求二”原則,應(yīng)先求出電壓、電流、電阻其中的2個,而第(1)問已經(jīng)求出電流和電阻。
(3)根據(jù)信息窗所給信息,判斷司機屬于哪一種駕駛行為的依據(jù)是看他的血液酒精濃度,因此這個問題又轉(zhuǎn)化為要找到此時對應(yīng)的R2的值,解題思路又回到第(1)問的方法。
【例2】(2022年云南省中考第25題8分)如圖所示,電源電壓恒定,R1=30Ω,當S閉合,S1斷開時,電流表的示數(shù)為0.2A;當S、S1都閉合時,電流表的示數(shù)為0.5A。求:
(1)電源電壓;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都閉合時,通電1min電流通過R2做的功。
解題思路:(1)根據(jù)題意,當S閉合,S1斷開時,電源電壓等于R1兩端的電壓,根據(jù)“知二求二”原則,需知道流過R1的電流、R1的阻值、R1消耗的電功率其中的兩個,由題設(shè)條件,流過R1的電流和R1的阻值已知,即可求解。
(2)當S、S1都閉合時,R1和R2并聯(lián)在電路中,兩端電壓等于電源電壓,要求R2的阻值,根據(jù)“知二求二”原則,只需再求出流過R2的電流或R2的電功率一個量即可,根據(jù)電流關(guān)系,流過R2的電流I2=I-I1。
(3)要求S、S1都閉合時,通電1min電流通過R2做的功,需先求出R2的電功率,根據(jù)“知二求二”原則,需先求出R2兩端的電壓、流過R2的電流或R2的阻值,知道其二即可,根據(jù)第(1)(2)問,電壓和電流已知。
通過上面兩題的分析,考生應(yīng)該可以感受到,電學(xué)題有很多的推導(dǎo)公式,但只要抓住其中最核心的兩個,根據(jù)“知二求二”原則,根據(jù)題設(shè)條件進行分析,就能很快找到解題思路,輕松拿分了。
教師簡介:桂朝覲,碩士研究生,2016年8月參加工作。昭通市民族中學(xué)物理教師,中學(xué)一級教師、云南省劉永明初中物理名師工作坊坊員、中學(xué)物理競賽輔導(dǎo)員、物理教研組組長。
作者:桂朝覲