2010年安徽中考物理压轴题的研究

金 逊

(安徽省临泉一中,安徽临泉 236400)

2010年安徽中考物理压轴题的研究

金 逊

(安徽省临泉一中,安徽临泉 236400)

2010年安徽中考物理压轴题是利用了高中的闭合电路欧姆定律求解电源的电动势和内电阻.闭合电路欧姆定律,初中生没有学习过,不能直接应用.为此,试题对此进行了铺垫,先将一个实际电源等效为一个理想电源和一个电阻串联,这样初中生就能利用所学电路知识结合题目提供的新的物理知识处理新情景问题,这正是该题的新颖之处.本文对此题的多种解法进行分析与点评,供同行教学时参考.

1 题目

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1所示.

图1

图2

在图2中R1=14Ω,R2=9Ω.当只闭合 S1时,电流表读数I1=0.2 A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3 A,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.

2 多种解法

解法1.根据闭合电路欧姆定律求解

由题意可得:

代入数据得

解法2.根据电阻与电压比例关系求解

将r=1Ω代入U=I1(R1+r)得U=3 V.

解法3.根据内电压和电流关系求解

解法4.根据合分比定理求解

由于总电压不变,则内电路电压增加与外电路电压减少ΔU外相等,变化均取绝对值,有

以上得r=1Ω.

将r=1Ω代入U=I1(R1+r),得U=3 V.

解法5.根据两次阻值之差求解

由于R1与R2之差为5Ω,所以S1闭合时电路总电阻R1+r比S2闭合时电路总电阻R1+r大5Ω,得

将U=3 V代入U=I1(R1+r),得r=1Ω.

3 简评

解法1是本题评分的参考答案,也是大多数学生采用的方法.根据欧姆定律的一般表达方式列出两个方程,联立求解.此法是基本求法,体现了学生对基本知识的理解、基本技能的灵活运用程度.解法2、解法3,也是基本解法.解法2强化一定条件下,各量的正反比关系,需要对欧姆定律中各量的数学关系理解得更深刻一些.解法3,突出内电阻与电压、电流之间的物理意义以及内外电压之间的关系,需要对电路中各部分进行合理划分,寻找它们之间的关系.

解法4,强化了数学知识的灵活运用,有意识地将有关数学规律迁移到物理问题中.处理定量物理问题,一般先列出物理方程,在解方程的过程中根据需要,使用相应的数学知识.但是解法4与此不同,先根据数学知识分析便于求解的相应物理关系,再代入相关物理量求解.这要求数学与物理的有机融合,对应用数学知识处理物理问题的能力要求较高.一般学生很难正确处理.

启示:对于非常规解法,应有清晰的说明,以免误判.阅卷教师对于另类解法特别是答案正确的解法,扣分要慎重.

解法5,根据两次电阻关系,列出一个数学表达式,将相关物理关系代进去求解.这与解法4的思路类似,只不过数学分析较为简单,物理意义更明显一些.

5种解法体现了处理电学问题的不同思路,反映了学生分析处理问题的能力层次.在复习教学中选择此类型题对学生进行“新情景问题和一题多解”的训练,将有助于活化学生所学物理知识.

4 小结

本题通过铺垫,将初中生不能处理的闭合电路欧姆定律问题转化为能够处理的部分电路欧姆定律问题,设置了相对新颖的问题.有效地考查了学生对于新知识的理解应用能力,对新事物接受快的学生是能够顺利处理此类问题的.这就要求我们在平时的教学中应该注重培养学生对新事物的科学探究能力,发展学生自主学习的能力.

2010-06-30)