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安徽省中考物理知识初高中衔接题型之研究

2016-06-22潘传盛

课程教育研究·下 2016年5期
关键词:量程阻值并联

潘传盛

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)05-0251-02

近几年,安徽省中考物理与其他省市相比,有自己鲜明的特点,没有偏题怪题,题型相对稳定,这给一线教师的教学与复习指导指明了方向,有利于减轻学生的学习负担。

从2007年开始,安徽省的中考物理试题中就引入了一到两题(一般不超过10分)初高中知识的衔接题,这种题型在初中知识的基础上拓展,属于较难题。虽然所涉及的知识点超过了考纲的要求,但学生只要对初中知识掌握较好,也能根据已有的知识对其解答。如果平常对这类试题有足够的训练,学生拿分也不是什么难事。特别的好处是:因为有了初中的训练基础,学生进入高中以后,能平稳过渡,迅速进入高中知识的学习状态。

纵观中学物理的课程体系,初高中所学的知识面基本相同,包括声、光、力、热、电五个部分。声学内容高中教材没有出现,热学内容没有列入高考考纲,所以中考出现的衔接题表现在电、力、光三部分。

一、电学问题

该部分内容为近几年安徽中考题型的偏爱,几乎每年都会在中考试题中出现,大体分为如下几类:

1.电表问题 (例1图)

①电流表内阻的计算。初中阶段,电流表可等效为一根导线,不计电阻;电压表可等效为一个阻值为无限大的电阻,视为开路。高中阶段又必须考虑其电阻的影响,于是就出现了简单的测电表内阻之试题。

例1.(2007年安徽中考第23题).我们可以用图示的电路图测量未知电阻RX的阻值.调节电路,当电压表示数U为14.0V时,电流表的示数为0.40A。.

(1)计算RX的阻值;

(2)实际上,电流表是有电阻的,如果考虑到电流表的电阻值RA为0.5Ω,计算这时待测电阻的阻值。

答案(35Ω, 34.5Ω)

例2.(2011年安徽中考第23题)实验室有一种小量程的电流表叫毫安表,用符号表示,在进行某些测量时,其电阻不可忽略。在龟路中,我们可以把毫安表看成一个定值电阻,通过它的电流可以从表盘上读出。利用图示电路可以测量一个毫安表的电阻,电源的电阻不计,R1=140Ω,R2=60Ω。当开关s1闭合、s2断开时,毫安表的读数为6 mA;当s1、s2均闭合时,毫安表的读数为8 mA。求毫安表的电阻RA和电源的电压U。

答案 (40Ω, 1.44V)

例3.(2013年安徽中考第23题)在进行某些电学测量时,把电压表看成能显示其两端电压的大电阻,将它与一个阻值很大的待测电阻RX串联接入电路,根据电压表的示数可以测出RX的阻值,这是一种测量大电阻的方法。如图所示的电路中,电压表的内阻RV=20kΩ,量程为150V,最小分度值为5V,电压U=110V,电压表的示数为50V。

(1)求电路中的电流大小。

(2)求待测电阻RX的阻值。

(3)上述电路中,若将RX换成阻值约为20Ω的小电阻,用这种方法能否准确测出它的阻值?写出你的判断依据。

答案 (1)0.0025A (2)24000欧姆 (3)不能 因为加在RX两端的电压小于电压表的分度值

②电流表的改装不外乎两种,一是加大量程,应用原理为并联电阻分流;二是改为电压表,应用原理为串联电阻分压。然后利用欧姆定律计算需要并联和串联电阻的大小。

例4.(2014年安徽中考第21题)实际测量中所使用的电流表是由小量程的电流表改装而成的。图a中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3mA的电流表,其电阻Rg=10欧姆,要把它改装为一个量程为3A的电流表(如图b),问:

(1)当通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为多少;

(2)需要给它并联一个多大的电阻R0;(计算结果小数点保留两位数字)

(3)设改装后的电流表的电阻为R,比较R与R0的大小关系,并简单地说明理由。

答案:(1)0.03V(2)0.01Ω(3)R﹤R0

例5.(2009年安徽中考第23题)常用的电压表是由小量程的电流表G改装而成的。电流表G也是一个电阻,同样遵从欧姆定律。图甲是一个量程为0~3mA的电流表G,当有电流通过时,电流可以从刻度盘上读出,这时G的两接线柱之间具有一定的电压。因此,电流表G实际上也可以当成一个小量程的电压表。已知该电流表的电阻为Rg=10Ω.

(1)若将这个电流表当成电压表使用,则刻度盘上最大刻度3mA处应该标多大的电压值?

(2)如图乙所示,若将这电流表串联一个定值电阻R后,使通过G的电流为3mA时,A、B之间的电压等于3V,这样A.B之间(虚线框内)就相当于一个量程为0~3V的电压表(图丙),求串联的定值电阻R的大小。

答案(0.03V, 990Ω)

2.电源的内阻问题

初中课程中将电源视为理想电源,不考虑内阻。但在学生实验中使用干电池做电源时,电源内阻对实验影响很大,用理想电源的理论又无法对学生解释清楚,给教学造成很大的障碍。所以适当引入内阻的概念有好处。

例6.(2010年安徽中考第23题)实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U 和电阻r两个物理量来描述它。实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:在图乙中R1= 14Ω , R2= 9Ω。当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A ;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理。求电源的电压U 和电阻r。

答案:(1Ω, 3V)

3.简单的混联电路问题

这类问题主要是考虑并联电路中,干路导线很长时,导线的电阻对电路的影响。这时相当于各支路并联后再与导线的等效电阻串联。因为并联的支路越多,或者各支路并联后总电阻越小,干路电流就越大,干路导线上的电压降就越大,加在支路两端电压就越小,从而影响支路的工作状态。

例7.(2015年安徽中考第23题)(1)如图甲,n个相同的电阻R并联,其总电阻可以用一个等效电阻R表示(如图乙),请根据并联电路中电流、电压规律和欧姆定律推证:R=R/n.

(2)如图丙,A、B之间的电压U=220V,通过导线为远处的M、N之间的用电器供电,由于距离很远,导线AM和BN的电阻不可忽略,他们的总电阻用图中的r表示,r=4Ω,若M、N之间并联10个阻值为R=400Ω的相同电阻,求通过导线AM的电流大小。

(3)试分析说明:在图丙的电路中,M、N之间并联的用电器越多,每一个用电器的实际功率越小。

答案:(证明略 5A)

例8.(2012年安徽中考第23题)有一种装饰用的小彩灯,如图a所示,它的内部是由一个定值电阻与灯丝并联而成,等效电路如图b所示.已知灯丝的电阻R1=10Ω,定值电阻R2=1000Ω,

(1)求这个小彩灯的电阻.(结果保留一位小数)

(2)若将一个小彩灯接在电压为l.5V的电源两端,求通过灯丝R1的电流大小.

(3)如图c所示,将数十个小彩灯串联后接在电压为U的电源两端,均正常发光(图中只画出3个,其他未画出).若其中一个灯的灯丝断了,其他小彩灯的亮度如何变化?写出你的判断依据.

答案:(9.9Ω 0.15A 其他灯泡变暗)

二、力学、光学问题

衔接题的知识点力学部分不外乎同一直线上的非平衡力、自由落体、胡克定律、静摩擦;光学部分不外乎折射定律、凸透镜成像公式。由于安徽几乎没考,就不赘述,但在复习时还要涉及一些,做到有备无患。

尽管中考题每年千变万化,归根到底,都不会超出《课程标准》的要求。所以老师们一定要在《课程标准》的指导下,围绕《考纲》进行,否则会钻入题海战术的死胡同。只有找到高效的教学方法,才能达到满意的教学效果。

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