周曉慶

(南京理工大學(xué)附屬中學(xué)，江蘇 南京 210000)

1 原題呈現(xiàn)

電動(dòng)汽車是環(huán)保的交通工具，行駛時(shí)蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)汽車的主要部分參數(shù)見表1，如圖1甲所示，在測(cè)試過程中，司機(jī)和一名陪同人員上車。司機(jī)駕駛該充滿電的車以節(jié)電模式勻速行駛30km，電池剩余容量為58kW·h，陪同人員負(fù)責(zé)記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，已知司機(jī)和陪同人員的質(zhì)量均為70kg，汽車勻速行駛時(shí)所受阻力為總重力的6%，g取10N/kg。

圖1

表1

(1) 下列關(guān)于電動(dòng)汽車說法中錯(cuò)誤的是( )。

A. 司機(jī)遇到緊急情況剎車時(shí)，人會(huì)向前傾

B. 車身呈現(xiàn)紅色是由于反射了太陽光中的紅色光

C. 車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是用超聲波來傳輸信息的

D. 汽車在高速行駛時(shí)對(duì)路面的壓力比靜止時(shí)小

(2) 為了節(jié)能，車靠近目的地前可采用“再生制動(dòng)”的方法：在車速逐漸減到60km/h的過程中，不采用機(jī)械剎車，由于電動(dòng)汽車?yán)^續(xù)行駛，帶動(dòng)電機(jī)逆向發(fā)電，將電能存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，此時(shí)電機(jī)的工作原理是。

(3) 汽車剎車原理圖如圖1乙所示，連著剎車踏板的金屬桿可視為一根能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的(選填“省力”“等臂”或“費(fèi)力”)杠桿，當(dāng)駕駛員踩下剎車踏板時(shí)，剎車盤產(chǎn)生摩擦力使車輛減速，通過方式使剎車盤的溫度升高。

(4)在測(cè)試前，人未上車，此時(shí)電動(dòng)汽車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為Pa。在此測(cè)試過程中，電動(dòng)汽車勻速行駛30km，牽引力做的功為J。該電動(dòng)汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為%。

(5) 圖1丙是小明設(shè)計(jì)的車速提醒電路，R為定值電阻，RV的阻值隨車速的變化而改變。當(dāng)電壓表的示數(shù)達(dá)到某一數(shù)值時(shí)提醒駕駛員車速過快，需要減速。圖1丁是RV的阻值與車速關(guān)系的圖像。圖1戌是車速?gòu)?加速到100km/h過程中，RV消耗的電功率隨電流變化的圖像。則圖1丁中圖線與縱坐標(biāo)相交點(diǎn)的電阻值是Ω。當(dāng)車速達(dá)到75km/h時(shí)，此時(shí)電壓表的示數(shù)為V。

2 試題賞析

2.1 基于情境，多元考查

電動(dòng)汽車屬于高新科技，是日常生活中的熱門話題。本題選擇這一素材結(jié)合生活實(shí)際編制試題，將慣性、不透明物體的顏色、電磁波、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系、電磁感應(yīng)、杠桿、壓強(qiáng)大小及計(jì)算、功的計(jì)算、能量與效率、歐姆定律的應(yīng)用等一系列重要考點(diǎn)囊括其中，多元考查，立意新穎，構(gòu)思巧妙。

2.2 基于信息，建構(gòu)電路

本題最后一問中用定值電阻R和阻值隨車速變化的電阻RV建構(gòu)了如圖1丙所示的車速提醒電路,由圖1丁可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)車速增加時(shí)RV的阻值增大，根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律，RV分得的電壓也將相應(yīng)增大，而當(dāng)電壓增大到某一數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)將提醒駕駛員車速過快，需要減速。

基于文字描述和圖像中的信息，學(xué)生了解了車速提醒電路的工作原理，在解題的同時(shí)會(huì)對(duì)汽車速度表產(chǎn)生濃厚的興趣，從而研究其結(jié)構(gòu)和工作原理，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的熱情。

2.3 基于不變量，巧列方程

2.4 基于圖像，數(shù)理結(jié)合

本題最后一問第二空要求出當(dāng)車速達(dá)到75km/h時(shí)電壓表的示數(shù)，需求出車速達(dá)到75km/h時(shí)RV的阻值，可基于圖像，利用函數(shù)關(guān)系式求解。由圖1丁可知RV的阻值與車速的關(guān)系是一次函數(shù)，設(shè)函數(shù)關(guān)系式為RV=kv+b?？汕蟮卯?dāng)車速為0km/h和100km/h時(shí)RV的阻值分別為10Ω和50Ω，代入函數(shù)關(guān)系式，求出k和b的值，將v=75km/h代入，求得RV=40Ω。學(xué)生在用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的同時(shí)，也體會(huì)到數(shù)學(xué)的魅力和圖像的美。

2.5 基于歐姆定律，體現(xiàn)極值思維

最后一問在求RV的最大阻值和最小阻值時(shí)，反復(fù)用到了在電源電壓相同的情況下，RV阻值最大時(shí)電路中電流最小，RV阻值最小時(shí)電路中電流最大的極值思維。這種極值思維經(jīng)常被用于與電學(xué)范圍相關(guān)的計(jì)算題中，所以說這道題不僅融合了多個(gè)?？贾R(shí)點(diǎn)，更是融合了多種解題方法。

3 教學(xué)建議

(1) 關(guān)注開放性的真實(shí)情境

在教學(xué)中教師應(yīng)多關(guān)注真實(shí)生活、高新技術(shù)發(fā)展，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行同一素材多元考查的練習(xí)，甚至可以給學(xué)生提供部分題干，讓學(xué)生補(bǔ)充條件，設(shè)置問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)中用，用中學(xué)。

(2) 注重教給學(xué)生解決一類題的方法

中考題千變?nèi)f化，教師要注重培育學(xué)生解決一類問題的能力，讓學(xué)生在多次練習(xí)中舉一反三，融會(huì)貫通，形成能力的遷移。比如電學(xué)圖像題是中考經(jīng)常涉及的題型，重點(diǎn)考查學(xué)生從圖像中找尋信息的能力。對(duì)于圖像問題，教師要有意識(shí)地滲透“三看”方法：一看軸、二看圖像形狀、三看特殊點(diǎn)，在“看”中尋找對(duì)解題有用的信息。動(dòng)態(tài)電路是電學(xué)中經(jīng)?？疾榈膬?nèi)容，重點(diǎn)考查學(xué)生分析電路的能力。教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)抓不變量(如電源電壓和定值電阻的阻值等)分析變化量的方法，如果電源電壓和定值電阻的阻值在題目中沒有直接給出，教師也可以引導(dǎo)學(xué)生利用串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)以及歐姆定律，列方程求解。