某同學(xué)兩步的長(zhǎng)度為160cm,他從操場(chǎng)的一端走到另一端,走了320步,則操場(chǎng)的長(zhǎng)度為________m.
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
力學(xué)綜合計(jì)算題分類例析
綜觀歷年各省市中考題,不難發(fā)現(xiàn),力學(xué)計(jì)算大多以綜合題的形式出現(xiàn),單獨(dú)用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)只對(duì)某一個(gè)物理量(如密度、壓強(qiáng)等)進(jìn)行求解的力學(xué)計(jì)算題已很少見了,絕大部分力學(xué)的計(jì)算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點(diǎn)是:一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力,另一方面考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和知識(shí)遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo),所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個(gè)方面對(duì)這類計(jì)算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時(shí)抓住要點(diǎn),一舉突破。
一.思路和方法
1.讀懂題意或圖示,明確已知量和所求量。
有些新題型會(huì)出現(xiàn)一些新名詞或概念,有的已知條件比較隱蔽,應(yīng)該努力挖掘出對(duì)解題有用的信息。
2.分析研究對(duì)象所處的狀態(tài)或物理過程,找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。
為了幫助分析,通常對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖,確定哪些力構(gòu)成平衡力,根據(jù)平衡條件建立平衡方程式,這是很關(guān)鍵的一步。
3.明確題目所描述的對(duì)象和過程涉及到哪些知識(shí)點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)墓交蛞?guī)律進(jìn)行計(jì)算。
①求壓強(qiáng)時(shí)可用,兩個(gè)公式進(jìn)行求解。但后一個(gè)公式一般用來求解液體壓強(qiáng),只有豎直放置的柱體對(duì)支承面產(chǎn)生壓強(qiáng),才能用來解。
②計(jì)算浮力的方法有很多:(1)阿基米德原理;(2)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力(G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù));(3)平衡法:物體處于漂浮或懸;(4)壓力差法:。根據(jù)已知條件和研究對(duì)象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓角蟾×Α?/p>
③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個(gè)公式:和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時(shí)就用前者,當(dāng)滑輪組水平拉物體時(shí)就用后者。
4.驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果
對(duì)答案進(jìn)行檢驗(yàn),看過程有無錯(cuò)誤,看結(jié)果是否符合實(shí)際。
二.熱點(diǎn)問題歸類
熱點(diǎn)一:密度、壓強(qiáng)和浮力的綜合。
例1.某電梯公寓樓約40m,完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土,還需要使用其他建筑材料,混凝土密度為,取。求:(1)已知自來水的密度為,若要從地面向樓頂提供自來水,加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)?(不考慮大氣壓強(qiáng))
(2)測(cè)量表明,該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過,若地基與地面的接觸面積為,則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少?
解析:這是一道密度和壓強(qiáng)的綜合題,根據(jù)公式。(1)小題立即解決。(2)小題中要求質(zhì)量,則可以先求出最大重力,然后求出最大質(zhì)量,最后減去已有的質(zhì)量即可,具體解法如下:
(1)
(2)設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3,總重量為G
當(dāng)m3最大時(shí),G最大,大樓對(duì)地基的壓力F最大,地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。
所以
所以
例2.去年南京市對(duì)大明湖進(jìn)行了首次換水清淤,換水后大明湖水清澈見底,魚兒歡暢。愛湖小分隊(duì)的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識(shí)對(duì)湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。他們通過調(diào)查,了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大,而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存,他們就想到做一個(gè)簡(jiǎn)易的密度計(jì)來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長(zhǎng)為1.2m粗細(xì)均勻的木條,在底端嵌入適量重物,使其能直立漂浮水中,做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測(cè)湖水的密度了,測(cè)量得該簡(jiǎn)易密度計(jì)的總質(zhì)量為0.5kg。(g取10N/kg)
(1)先將該木條放入足夠深的清水中,測(cè)得木條露出水面0.2m,在水面處畫上白線,請(qǐng)計(jì)算此時(shí)木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。
(2)請(qǐng)通過計(jì)算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時(shí)的紅線,以監(jiān)測(cè)湖水密度是否超標(biāo)。
解析:此題是一道運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的好題,綜合的知識(shí)有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。(1)木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來求;又因木條處于漂浮狀態(tài),故可用二力平衡法求浮力。
由于木條處于漂浮狀態(tài),所以:
(2)此題實(shí)際上是求木條浸入污水的深度h,要求深度必先求,因?yàn),可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知,深度h似乎無法求出,但我們要善于利用(1)小題的條件,找到兩者的相同之處,即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài),兩者受到的浮力相等,所以
,即,所以:
熱點(diǎn)二:速度、功率和效率的綜合
例3.如圖1所示,物體重20N,在拉力F的作用下,以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng),物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍,求:
(1)不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦,拉力的大小及拉力的功率。
(2)若拉力為2.5N,該滑輪組的機(jī)械效率。
圖1
解析:在不計(jì)摩擦的情況下,可直接用滑輪組省力公式求拉力,不過不是,而應(yīng)該是(是物體A與地面的摩擦)。因?yàn)閷?duì)物體的拉力不是等于物體的重量,而是等于地面對(duì)物體的摩擦力。相應(yīng)地,求這種水平裝置的滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算公式也應(yīng)該是,而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo):
(1)拉力的大。
拉力的功率:
(2)
熱點(diǎn)三:壓強(qiáng)或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題
例4.圖2是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)用水槽來儲(chǔ)存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB(B為浮球的中心)能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),倒“T”形閥門C底部為厚度不計(jì)的橡膠片,上部為不計(jì)粗細(xì)的直桿,進(jìn)水口的橫截面積為4cm2,浮球的體積為100cm3,OB是OA長(zhǎng)度的6倍,AB桿左端壓在閥門C上,閥門C堵住進(jìn)水口時(shí),AB桿水平,浮球頂部和溢水口相平,不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。()求:
(1)浮球浸沒時(shí),浮球受到的浮力多大?A端受力多大?
(2)為了防止水從溢水口溢出,水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少?
圖2
解析:本題又是一道力學(xué)綜合題,描述的物理情境較為復(fù)雜,所以分析審題是關(guān)鍵,尤其是要把這個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂,搞清楚它的工作過程和原理,解題過程如下:
(1)當(dāng)球全部浸沒水中時(shí):
橫桿B端受力等于浮球所受浮力,即:
運(yùn)用杠桿平衡條件:
,因?yàn)?/p>
所以A端受力為:
(2)水恰能從溢水口流出時(shí)水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時(shí),浮球全部浸沒,閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時(shí)杠桿A端對(duì)閥門C向下的壓力相互平衡,即:
①
設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H,溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h,則:
②
③
把②③式代入①中,有
整理得:
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
電學(xué)考題歸類
1. 考查電路的特點(diǎn)
例1 下列說法中正確的是( )
A. 電流是帶電粒子的運(yùn)動(dòng) B. 電路中有電流,一定有電源
C. 電路中有電源,一定有電流 D. 電源是消耗電能的裝置
【解析】電流是由帶電粒子的定向移動(dòng)形成的,如果帶電粒子雜亂無章地運(yùn)動(dòng),就不能形成電流,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電源是電流形成的必要條件,不是惟一條件,電路中要有電流,必須具備兩個(gè)條件:一是要有電源,二是電路閉合,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,B正確;電源的作用是在電路中提供電能,而不是消耗電能,消耗電能的是用電器。故選B。
2. 考查串聯(lián)和并聯(lián)電路
例2 關(guān)于圖1所示電路的說法中,正確的是( )
A. 若都閉合時(shí),則并聯(lián)
B. 若都閉合時(shí),則串聯(lián)
C. 若斷開,都閉合時(shí),則串聯(lián)
D. 若斷開,都閉合時(shí),則并聯(lián)
圖1
【解析】由圖中可以看出不能同時(shí)閉合,那樣會(huì)造成電源短路而燒壞電源,所以選項(xiàng)A、B均是錯(cuò)誤的;當(dāng)斷開,閉合時(shí),電路中只有接入電路,被短路,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只有斷開,閉合時(shí),電流分為兩路,一路流過,另一路流過中的電流匯合再經(jīng)過回到電源的負(fù)極,從而構(gòu)成并聯(lián)電路。故正確答案是D。
說明:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是識(shí)別串、并聯(lián)電路,考查通過開關(guān)的閉合與斷開對(duì)電路中用電器連接所產(chǎn)生的影響。解答此類題的關(guān)鍵是正確地畫出等效電路圖,辨析出電路的連接情況。解題出錯(cuò)的原因是對(duì)電路不會(huì)等效簡(jiǎn)化,分不清電路的連接方式。
3. 考查電表的正確使用
例3 如圖2所示,開關(guān)S閉合后,小燈泡均正常工作,則下列說法中正確的是( )
A. 甲、乙都是電壓表 B. 甲、乙都是電流表
C. 甲是電流表,乙是電壓表 D. 甲是電壓表,乙是電流表
圖2
【解析】開關(guān)S閉合后,小燈泡均正常工作,說明小燈泡的連接方式可能是串聯(lián),也可能是并聯(lián)。但的右端和的右端直接連在電源的正極上,因此,若串聯(lián),則導(dǎo)線就會(huì)將和乙短路,故只能并聯(lián),不可能是串聯(lián)。的左端應(yīng)連接在一起,故甲為電流表,因?yàn)槿艏诪殡妷罕恚瑒t由于電壓表視為開路,左端無法正常接入電源的負(fù)極,無法正常發(fā)光。由于乙表左端接在電源正極上,右端通過甲表接電源負(fù)極,則乙表應(yīng)為電壓表。故選C。
說明:熟悉電流表和電壓表的正確使用是解決此類問題的關(guān)鍵。切記:電流表相當(dāng)于一根導(dǎo)線,只能與被測(cè)用電器串聯(lián);電壓表相當(dāng)于斷開的開關(guān),接入電路與不接入電路對(duì)電路沒有影響。
4. 考查電路故障的分析
例4 如圖3所示,閉合開關(guān),兩燈都不亮,電流表指針幾乎未動(dòng),而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),則該電路的故障可能是( )
A. 電流表壞了或未接好 B. 從a經(jīng)L1到b的電路中有斷路
C. L2燈絲燒斷或燈座未接好 D. 電壓表和L1、L2都?jí)牧?/p>
圖3
【解析】若電流表壞了或未接好和L2燈絲斷了或燈座未接好,則整個(gè)電路斷路,此時(shí)兩燈都不亮,電壓表也斷開,指針應(yīng)在0,這與題意矛盾,故選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤。若電壓表和L1、L2都?jí)牧耍瑒t電壓表處于斷開狀態(tài),因此指針不會(huì)偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的。若從a經(jīng)L1到b的電路中有斷路,則a-V-b這一支路與電流表和燈L2串聯(lián)在電源兩端,由于電壓表內(nèi)阻很大,所以幾乎沒有電流,電流表指針幾乎不動(dòng),此時(shí)電壓表相當(dāng)于直接并聯(lián)在電源兩端,因此指針有明顯偏轉(zhuǎn),且示數(shù)等于電源電壓,故選項(xiàng)B正確。
說明:在分析有電壓表和電流表的電路故障時(shí),首先要識(shí)別電路類型,同時(shí)要抓住兩個(gè)電表的使用規(guī)則和各自的特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析。
5. 考查影響電阻大小的因素
例5 在做“研究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),為了便于研究而采用控制變量法,即每次須挑選兩根合適的導(dǎo)線,分別測(cè)出它們的電阻,然后進(jìn)行比較,最后得出結(jié)論(數(shù)據(jù)見下表)
(1)為了研究導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)選用導(dǎo)線C和___________(填寫代號(hào));
(2)為了研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)選用___________兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(3)如果選用A和D兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則是為了研究導(dǎo)線的電阻與___________的關(guān)系。
【解析】導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積、溫度有關(guān)。(1)要研究導(dǎo)體的長(zhǎng)度與電阻的關(guān)系,則要控制材料、橫截面積相同,長(zhǎng)度不同。從表中可以選出鎳鉻絲,因?yàn)轭}中已給出C,所以只能選F;(2)要研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,要控制長(zhǎng)度、橫截面積相同,材料不同。根據(jù)表中所給數(shù)據(jù),選擇長(zhǎng)為0.5m,橫截面積為1.2mm2的鎳鉻絲和鋁,即F和G;(3)A和D的長(zhǎng)度均是1.0m,材料都是鐵,但A的橫截面積為3.0mm2,D的橫截面積為0.8mm2,即長(zhǎng)度、材料相同,橫截面積不同,因此這是為了研究導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系。
答案:(1)F (2)F、G (3)橫截面積
說明:在分析從某兩組數(shù)據(jù)中可得出什么結(jié)論時(shí),必須觀察這兩組數(shù)據(jù)中哪些量是相同的,哪些量是不同的,相同的量就是實(shí)驗(yàn)中要控制的相同條件,不同的量就是要研究的關(guān)系。這種由控制變量法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論(物理規(guī)律)時(shí),關(guān)鍵是要理解控制變量法研究問題的思想方法。
6. 考查滑動(dòng)變阻器的連接和應(yīng)用
例6 如圖4所示,電源兩端的電壓一定,開關(guān)S1閉合,S2斷開,如果使電壓表和電流表的示數(shù)均增大,則下列操作中一定可行的是( )
A. 滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移
B. 滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移
C. 滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),閉合開關(guān)S2
D. 滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),斷開S1
圖4
【解析】當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),電路中R1與R2串聯(lián),電壓表V測(cè)R2兩端電壓,要使兩表的示數(shù)都變大,對(duì)照四個(gè)選項(xiàng)分析:選項(xiàng)A中滑片P向右移動(dòng)時(shí),R2變大,電流變小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;選項(xiàng)B中滑片P向左移動(dòng)時(shí),R2變小,電流變大,R1兩端電壓也變大,那么R2兩端電壓變小,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選項(xiàng)C中滑片P不動(dòng),閉合開關(guān)S2,電阻R1被短路,電路中電阻變小,故電流變大,R2兩端電壓即為電源電壓,電壓表V的示數(shù)變大,故選項(xiàng)C正確;選項(xiàng)D中斷開開關(guān)S1,電路斷開,電流表A示數(shù)為0,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。
說明:解答類似題目,首先必須分析電路的連接情況,然后由滑片的移動(dòng),判斷電阻的變化,進(jìn)而分析電流的變化、部分導(dǎo)體兩端電壓的變化。
7. 考查電流跟電壓、電阻的關(guān)系
例7 閱讀短文,并回答短文后的問題
在“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的過程中,一些同學(xué)作出了以下猜想:
猜想A:加在電阻兩端的電壓越大,通過的電流越小;
猜想B:加在電阻兩端的電壓越大,通過的電流越大;
猜想C:加在電阻兩端的電壓增大,通過的電流不變。
為了驗(yàn)證上述猜想是否正確,小明用定值電阻和一個(gè)電壓恒定的電源及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了電路,并按實(shí)驗(yàn)要求分別測(cè)出有關(guān)的物理量。
(1)為了完成該實(shí)驗(yàn),需要的測(cè)量?jī)x表是____________、____________。
(2)請(qǐng)你畫出能驗(yàn)證上述猜想的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(3)下表是小明在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的數(shù)據(jù),R為定值電阻,阻值分別為20Ω、10Ω和5Ω,U是電阻R兩端的電壓,I是通過電阻R的電流。通過分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)____________的數(shù)據(jù),可知猜想____________是正確的(填“A”、“B”或“C”)。
(4)通過分析比較以上數(shù)據(jù),你還發(fā)現(xiàn)了________________________。
【解析】(1)在實(shí)驗(yàn)中,控制電阻R不變,改變導(dǎo)體兩端的電壓,記錄每次通過導(dǎo)體的電流;或控制導(dǎo)體兩端的電壓不變,改變導(dǎo)體的電阻,記錄每次通過導(dǎo)體的電流。題目中已給定了定值電阻和一個(gè)電壓恒定的電源及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材,還需要電壓表和電流表。
(2)在電路連接中要通過改變滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值,來改變電路中的電流和改變導(dǎo)體兩端的電壓。利用上述器材可畫出如圖5所示的電路圖。
(3)猜想中是控制導(dǎo)體的電阻不變,探究通過導(dǎo)體中的電流跟加在導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系。分析表中的序號(hào)1、2、3(或4、5、6或7、8、9)數(shù)據(jù)可知:在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。即加在電阻兩端的電壓越大,通過的電流也越大。由此可知,猜想B是正確的。
(4)分析表中序號(hào)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的數(shù)據(jù)可知:在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比,即電壓相同時(shí),電阻越大,電流越小。
答案:(1)電流表 電壓表 (2)如圖5所示 (3)1、2、3或4、5、6或7、8、9 B (4)電壓相同時(shí),電阻越大,電流越小。
圖5電學(xué)考題歸類
1. 考查電路的特點(diǎn)
例1 下列說法中正確的是( )
A. 電流是帶電粒子的運(yùn)動(dòng) B. 電路中有電流,一定有電源
C. 電路中有電源,一定有電流 D. 電源是消耗電能的裝置
【解析】電流是由帶電粒子的定向移動(dòng)形成的,如果帶電粒子雜亂無章地運(yùn)動(dòng),就不能形成電流,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電源是電流形成的必要條件,不是惟一條件,電路中要有電流,必須具備兩個(gè)條件:一是要有電源,二是電路閉合,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,B正確;電源的作用是在電路中提供電能,而不是消耗電能,消耗電能的是用電器。故選B。
2. 考查串聯(lián)和并聯(lián)電路
例2 關(guān)于圖1所示電路的說法中,正確的是( )
A. 若都閉合時(shí),則并聯(lián)
B. 若都閉合時(shí),則串聯(lián)
C. 若斷開,都閉合時(shí),則串聯(lián)
D. 若斷開,都閉合時(shí),則并聯(lián)
圖1
【解析】由圖中可以看出不能同時(shí)閉合,那樣會(huì)造成電源短路而燒壞電源,所以選項(xiàng)A、B均是錯(cuò)誤的;當(dāng)斷開,閉合時(shí),電路中只有接入電路,被短路,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只有斷開,閉合時(shí),電流分為兩路,一路流過,另一路流過中的電流匯合再經(jīng)過回到電源的負(fù)極,從而構(gòu)成并聯(lián)電路。故正確答案是D。
說明:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是識(shí)別串、并聯(lián)電路,考查通過開關(guān)的閉合與斷開對(duì)電路中用電器連接所產(chǎn)生的影響。解答此類題的關(guān)鍵是正確地畫出等效電路圖,辨析出電路的連接情況。解題出錯(cuò)的原因是對(duì)電路不會(huì)等效簡(jiǎn)化,分不清電路的連接方式。
3. 考查電表的正確使用
例3 如圖2所示,開關(guān)S閉合后,小燈泡均正常工作,則下列說法中正確的是( )
A. 甲、乙都是電壓表 B. 甲、乙都是電流表
C. 甲是電流表,乙是電壓表 D. 甲是電壓表,乙是電流表
圖2
【解析】開關(guān)S閉合后,小燈泡均正常工作,說明小燈泡的連接方式可能是串聯(lián),也可能是并聯(lián)。但的右端和的右端直接連在電源的正極上,因此,若串聯(lián),則導(dǎo)線就會(huì)將和乙短路,故只能并聯(lián),不可能是串聯(lián)。的左端應(yīng)連接在一起,故甲為電流表,因?yàn)槿艏诪殡妷罕恚瑒t由于電壓表視為開路,左端無法正常接入電源的負(fù)極,無法正常發(fā)光。由于乙表左端接在電源正極上,右端通過甲表接電源負(fù)極,則乙表應(yīng)為電壓表。故選C。
說明:熟悉電流表和電壓表的正確使用是解決此類問題的關(guān)鍵。切記:電流表相當(dāng)于一根導(dǎo)線,只能與被測(cè)用電器串聯(lián);電壓表相當(dāng)于斷開的開關(guān),接入電路與不接入電路對(duì)電路沒有影響。
4. 考查電路故障的分析
例4 如圖3所示,閉合開關(guān),兩燈都不亮,電流表指針幾乎未動(dòng),而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),則該電路的故障可能是( )
A. 電流表壞了或未接好 B. 從a經(jīng)L1到b的電路中有斷路
C. L2燈絲燒斷或燈座未接好 D. 電壓表和L1、L2都?jí)牧?/p>
圖3
【解析】若電流表壞了或未接好和L2燈絲斷了或燈座未接好,則整個(gè)電路斷路,此時(shí)兩燈都不亮,電壓表也斷開,指針應(yīng)在0,這與題意矛盾,故選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤。若電壓表和L1、L2都?jí)牧,則電壓表處于斷開狀態(tài),因此指針不會(huì)偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的。若從a經(jīng)L1到b的電路中有斷路,則a-V-b這一支路與電流表和燈L2串聯(lián)在電源兩端,由于電壓表內(nèi)阻很大,所以幾乎沒有電流,電流表指針幾乎不動(dòng),此時(shí)電壓表相當(dāng)于直接并聯(lián)在電源兩端,因此指針有明顯偏轉(zhuǎn),且示數(shù)等于電源電壓,故選項(xiàng)B正確。
說明:在分析有電壓表和電流表的電路故障時(shí),首先要識(shí)別電路類型,同時(shí)要抓住兩個(gè)電表的使用規(guī)則和各自的特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析。
5. 考查影響電阻大小的因素
例5 在做“研究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),為了便于研究而采用控制變量法,即每次須挑選兩根合適的導(dǎo)線,分別測(cè)出它們的電阻,然后進(jìn)行比較,最后得出結(jié)論(數(shù)據(jù)見下表)
(1)為了研究導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)選用導(dǎo)線C和___________(填寫代號(hào));
(2)為了研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)選用___________兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(3)如果選用A和D兩根導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則是為了研究導(dǎo)線的電阻與___________的關(guān)系。
【解析】導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積、溫度有關(guān)。(1)要研究導(dǎo)體的長(zhǎng)度與電阻的關(guān)系,則要控制材料、橫截面積相同,長(zhǎng)度不同。從表中可以選出鎳鉻絲,因?yàn)轭}中已給出C,所以只能選F;(2)要研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,要控制長(zhǎng)度、橫截面積相同,材料不同。根據(jù)表中所給數(shù)據(jù),選擇長(zhǎng)為0.5m,橫截面積為1.2mm2的鎳鉻絲和鋁,即F和G;(3)A和D的長(zhǎng)度均是1.0m,材料都是鐵,但A的橫截面積為3.0mm2,D的橫截面積為0.8mm2,即長(zhǎng)度、材料相同,橫截面積不同,因此這是為了研究導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系。
答案:(1)F (2)F、G (3)橫截面積
說明:在分析從某兩組數(shù)據(jù)中可得出什么結(jié)論時(shí),必須觀察這兩組數(shù)據(jù)中哪些量是相同的,哪些量是不同的,相同的量就是實(shí)驗(yàn)中要控制的相同條件,不同的量就是要研究的關(guān)系。這種由控制變量法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論(物理規(guī)律)時(shí),關(guān)鍵是要理解控制變量法研究問題的思想方法。
6. 考查滑動(dòng)變阻器的連接和應(yīng)用
例6 如圖4所示,電源兩端的電壓一定,開關(guān)S1閉合,S2斷開,如果使電壓表和電流表的示數(shù)均增大,則下列操作中一定可行的是( )
A. 滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移
B. 滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移
C. 滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),閉合開關(guān)S2
D. 滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),斷開S1
圖4
【解析】當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),電路中R1與R2串聯(lián),電壓表V測(cè)R2兩端電壓,要使兩表的示數(shù)都變大,對(duì)照四個(gè)選項(xiàng)分析:選項(xiàng)A中滑片P向右移動(dòng)時(shí),R2變大,電流變小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;選項(xiàng)B中滑片P向左移動(dòng)時(shí),R2變小,電流變大,R1兩端電壓也變大,那么R2兩端電壓變小,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選項(xiàng)C中滑片P不動(dòng),閉合開關(guān)S2,電阻R1被短路,電路中電阻變小,故電流變大,R2兩端電壓即為電源電壓,電壓表V的示數(shù)變大,故選項(xiàng)C正確;選項(xiàng)D中斷開開關(guān)S1,電路斷開,電流表A示數(shù)為0,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。
說明:解答類似題目,首先必須分析電路的連接情況,然后由滑片的移動(dòng),判斷電阻的變化,進(jìn)而分析電流的變化、部分導(dǎo)體兩端電壓的變化。
7. 考查電流跟電壓、電阻的關(guān)系
例7 閱讀短文,并回答短文后的問題
在“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的過程中,一些同學(xué)作出了以下猜想:
猜想A:加在電阻兩端的電壓越大,通過的電流越;
猜想B:加在電阻兩端的電壓越大,通過的電流越大;
猜想C:加在電阻兩端的電壓增大,通過的電流不變。
為了驗(yàn)證上述猜想是否正確,小明用定值電阻和一個(gè)電壓恒定的電源及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了電路,并按實(shí)驗(yàn)要求分別測(cè)出有關(guān)的物理量。
(1)為了完成該實(shí)驗(yàn),需要的測(cè)量?jī)x表是____________、____________。
(2)請(qǐng)你畫出能驗(yàn)證上述猜想的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(3)下表是小明在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的數(shù)據(jù),R為定值電阻,阻值分別為20Ω、10Ω和5Ω,U是電阻R兩端的電壓,I是通過電阻R的電流。通過分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)____________的數(shù)據(jù),可知猜想____________是正確的(填“A”、“B”或“C”)。
(4)通過分析比較以上數(shù)據(jù),你還發(fā)現(xiàn)了________________________。
【解析】(1)在實(shí)驗(yàn)中,控制電阻R不變,改變導(dǎo)體兩端的電壓,記錄每次通過導(dǎo)體的電流;或控制導(dǎo)體兩端的電壓不變,改變導(dǎo)體的電阻,記錄每次通過導(dǎo)體的電流。題目中已給定了定值電阻和一個(gè)電壓恒定的電源及有關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材,還需要電壓表和電流表。
(2)在電路連接中要通過改變滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值,來改變電路中的電流和改變導(dǎo)體兩端的電壓。利用上述器材可畫出如圖5所示的電路圖。
(3)猜想中是控制導(dǎo)體的電阻不變,探究通過導(dǎo)體中的電流跟加在導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系。分析表中的序號(hào)1、2、3(或4、5、6或7、8、9)數(shù)據(jù)可知:在電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。即加在電阻兩端的電壓越大,通過的電流也越大。由此可知,猜想B是正確的。
(4)分析表中序號(hào)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的數(shù)據(jù)可知:在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比,即電壓相同時(shí),電阻越大,電流越小。
答案:(1)電流表 電壓表 (2)如圖5所示 (3)1、2、3或4、5、6或7、8、9 B (4)電壓相同時(shí),電阻越大,電流越小。
圖5
說明:“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)是研究歐姆定律的基本實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)方法上采用的是控制變量法。第一步是控制電阻不變,研究電流與電阻的關(guān)系;第二步是控制電壓不變,研究電流與電阻的關(guān)系。該類題是歷年中考的熱點(diǎn),平時(shí)復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多加強(qiáng)訓(xùn)練。
說明:“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)是研究歐姆定律的基本實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)方法上采用的是控制變量法。第一步是控制電阻不變,研究電流與電阻的關(guān)系;第二步是控制電壓不變,研究電流與電阻的關(guān)系。該類題是歷年中考的熱點(diǎn),平時(shí)復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多加強(qiáng)訓(xùn)練。
圖5
說明:“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)是研究歐姆定律的基本實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)方法上采用的是控制變量法。第一步是控制電阻不變,研究電流與電阻的關(guān)系;第二步是控制電壓不變,研究電流與電阻的關(guān)系。該類題是歷年中考的熱點(diǎn),平時(shí)復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多加強(qiáng)訓(xùn)練。
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