◇ 江蘇 吳正飛

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總結(jié)歸納出亮點(diǎn)，恒定電流巧解題

◇ 江蘇 吳正飛

在歷年高考中,恒定電流都是必考內(nèi)容,其重要意義可見一斑．綜觀歷年各地高考試卷,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),其實(shí)對(duì)物理知識(shí)的考查都是有規(guī)律可尋的,恒定電流部分也不例外，細(xì)化分析,可總結(jié)為以下7大類型: 1) 簡(jiǎn)單電路分析; 2) 含電容器的電路分析; 3) 非純電阻電路分析; 4) 電路的動(dòng)態(tài)分析; 5) 電路故障分析; 6) 圖象問題; 7) 電表的改裝．

仔細(xì)分析可見,類型1)～5)都屬于電路分析范疇;類型6)和7)看似是2個(gè),但其實(shí)都可以劃歸到實(shí)驗(yàn)題類型中．因此我們可以說,高考對(duì)恒定電流的考查大致包括電路分析和實(shí)驗(yàn)操作2個(gè)板塊．

抽象分析不如實(shí)戰(zhàn)演練,接下來,我們就以2016年高考真題為例,對(duì)恒定電流知識(shí)板塊進(jìn)行探究．

圖1

例1(江蘇卷) 如圖1的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為2Ω,4個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出.閉合開關(guān)S,下列說法正確的有( ).

A路端電壓為10V;

B電源的總功率為10W;

Ca、b間電壓的大小為5V;

Da、b間用導(dǎo)線連接后,電路的總電流為1A

解析根據(jù)題意可以求出外電路的總電阻為10 Ω,電源的內(nèi)阻為2 Ω,所以回路的總電阻為12 Ω.干路電流可根據(jù)歐姆定律求出,即I=E/R=1 A,路端電壓為U外=IR外,代入量值可得U外=10 V,故選項(xiàng)A正確;通過上面所求數(shù)據(jù),可求出電源的總功率為12 W,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;流過a、b的電流可根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出,Ia=Ib=0.5 A,所以Uba=0.5×(15-5) V=5 V,故選項(xiàng)C正確;當(dāng)把a(bǔ)、b2點(diǎn)用導(dǎo)線連接后,求出外電路電阻為7.5 Ω,加上電源的內(nèi)阻可得回路總電阻為9.5 Ω,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤．正確選項(xiàng)為A、C．

點(diǎn)評(píng)串并聯(lián)電路電阻的求解和全電路歐姆定律是高考中最常見的考點(diǎn),而且?guī)缀趺磕昊騿为?dú)命題或與其他考點(diǎn)綜合命題,都會(huì)考到．解答這類問題的關(guān)鍵是要理清電路結(jié)構(gòu),分清串并聯(lián)關(guān)系．

圖2

例2(上海卷) 在如圖2所示電路中,電源內(nèi)阻忽略不計(jì)．閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I. 在滑動(dòng)變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中( ).

AU先變大后變小;

BI先變小后變大;

CU與I比值先變大后變小;

DU變化量與I變化量比值等于R3

解析由串并聯(lián)關(guān)系可知,電壓表測(cè)量的是外電路的電壓,因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻忽略不計(jì),故電壓表示數(shù)不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片從a滑向b時(shí),接入電路的電阻值先增大后減小,電源電動(dòng)勢(shì)不變,所以電流表的示數(shù)先減小后增大,選項(xiàng)B正確;根據(jù)上面2項(xiàng)的分析,可知U與I比值先變大后變小,故選項(xiàng)C正確;由于自始至終電壓表示數(shù)不變,所以U變化量與I變化量比值等于0,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．正確選項(xiàng)為B、C．

點(diǎn)評(píng)對(duì)于動(dòng)態(tài)電路分析類試題,要抓住關(guān)鍵點(diǎn): 1) 準(zhǔn)確判斷出電流表和電壓表測(cè)量的是哪一部分的量值; 2) 準(zhǔn)確判斷滑動(dòng)變阻器的接入方式,并知道隨著滑片的變動(dòng)會(huì)對(duì)哪部分電路產(chǎn)生何種影響; 3) 根據(jù)歐姆定律列式求解．另外,一定要注意電源的內(nèi)阻在題目中的考慮與否．

例3(北京卷) 某興趣小組探究用不同方法測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,他們提出的實(shí)驗(yàn)方案中有如下4種器材組合．為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確,最不可取的一組器材是( ).

A 1個(gè)電流表、1個(gè)電壓表和1個(gè)滑動(dòng)變阻器;

B 1個(gè)電壓表和多個(gè)定值電阻;

C 1個(gè)電流表和1個(gè)電阻箱;

D 2個(gè)電流表和1個(gè)滑動(dòng)變阻器

點(diǎn)評(píng)本題涉及實(shí)驗(yàn)操作,屬于實(shí)驗(yàn)類考題中最簡(jiǎn)單的考查方式．雖然簡(jiǎn)單,但是4個(gè)選項(xiàng)依然針對(duì)“閉合回路歐姆定律的應(yīng)用”進(jìn)行了全面的考查,只有熟悉閉合電路歐姆定律所有推導(dǎo)公式和測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理,才能快速準(zhǔn)確解題．

例4(天津卷) 某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“3.8V,0.3A”字樣小燈泡L的伏安特性曲線,要求測(cè)量數(shù)據(jù)盡量精確，繪制曲線完整.可供該同學(xué)選用的器材除了開關(guān)、導(dǎo)線外,還有:電壓表○V1(量程0～3V,內(nèi)阻等于3kΩ);電壓表○V2(量程0～15V,內(nèi)阻等于15kΩ);電流表○A1(量程0～200mA,內(nèi)阻等于10Ω);電流表○A2(量程0～3A,內(nèi)阻等于0.1Ω); 滑動(dòng)變阻器R1(0～10Ω,額定電流2A);滑動(dòng)變阻器R2(0～1kΩ,額定電流0.5A);定值電阻R3(阻值等于1Ω);定值電阻R4(阻值等于10Ω);定值電阻R5(阻值等于1kΩ);電源E(E=6 V,內(nèi)阻不計(jì))．

(1) 請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并將各元件字母代碼標(biāo)在該元件的符號(hào)旁.

(2) 該同學(xué)描繪出的I-U圖象應(yīng)是圖中的____.

圖3

解析(1) 電流表和電壓表都需要改裝才能滿足實(shí)驗(yàn)要求．故可將○A1與R4并聯(lián),改裝成量程為0～0.4 A的電流表;將○V1和R5串聯(lián),改裝成量程為0～4 V的電壓表．由于待測(cè)小燈泡的電阻很小,故電流表采用外接法．設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖3所示．

(2)I-U圖象的斜率是電阻的倒數(shù),因?yàn)殡S著溫度的升高小燈泡的電阻變大,所以選項(xiàng)B正確．

點(diǎn)評(píng)本題是對(duì)電表改裝的一個(gè)典型考查．解決此類問題,必須先明確改裝原理,即電表與電阻的串并聯(lián)關(guān)系,然后分析儀器，明確電表量程,最后按照安全性原則進(jìn)行改裝．

總之,考點(diǎn)就在那里,只需要我們認(rèn)真學(xué)習(xí)和靈活運(yùn)用,就能將成績(jī)快速提高．

江蘇省如東高級(jí)中學(xué))