构建模型,巧解电学中物理量变化的问题
2015-05-30曹淑君
曹淑君
求定值电阻的阻值R,利用 可得。若电压的变化量ΔU与电流的变化量ΔI之比也等于R,即 ,而电功率的变化量ΔP的计算法只能用P1=I12R= ,P2=I22R= 分别求出,再求ΔP=P2-P1,即ΔP= - 或ΔP= I22R-I12R,而
例1 如图所示的电路中,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数从6V变为5V,电流表的示数变化了0.2A,则该定值电阻所消耗电功率的变化量为( )
A.0.2W B.1.0W C.1.2W D.2.2W
分析:∵ = =5Ω
ΔP= - = =2.2W
而ΔP≠ΔU×ΔI=(6V-5V)×0.2A=0.2W,所以D正确。
例2 (2013·泉州)如图所示的电路中,电源电压不变,移动滑动变阻器R1的滑片P,当电流表的示数变化范围为1A~1.3A时,电压表的示数变化了3V,则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是( )
A.3W~3.9W B. 3W~5.07W
C. 3.9W~10W D. 10W~16.9W
分析:∵ = =10Ω
P=I2R2=(1A)2×10Ω=10W
P'=I'2R2=(1.3A)2×10Ω=16.9W,所以D正确。
而ΔP≠ΔU×ΔI=3V×0.3A=0.9W。
上面两个例题为下面例题从数值上说明了 成立, 也成立。
例3(2014唐山路北区一模) 如图所示的电路中,电源电压不变,下列关于滑片移动前后的判断正确的是( )(多选题)
A.小灯泡的电流变化量一定和变阻器的电流变化量相等
B.小灯泡的电压变化量一定和变阻器的电压变化量相等
C.小灯泡的电功率变化量一定和变阻器的电功率变化量相等
D.若电流表的示数变小,电压表示数一定变大
分析:∵小灯泡和滑变器是串联电路 ∴电流相等,电流的变化量也一定相等,A正确;
∵小灯泡和滑变器串联,电源电压不变,∴小灯泡的电压减少量就等于滑变器电压增加量。B正确;
例1例2充分说明,ΔP≠ΔU×ΔI,即小灯泡的电功率变化量不等于变阻器的电功率变化量。C错误;
若电流表示数变小,变阻器阻值变大,分得电压增多,所以D正确。
例4(2014河北)如图所示的电路中,电源电压保持不变.R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻.闭合开关S,将滑片P由a端向b端滑动一段距离后,电压表V1、V2示数变化的大小分别为△U1、△U2,电流表示数变化的大小为△I.下列判断正确的是( )
A.△U2大于△U1
B. 与 的差值等于R2
C. R2和R3消耗的电功率的和增加了△U2·△I
D. 电压表V1示数变小、电压表V2示数变大,电流表示数变大
分析:由图可知,三个电阻串联,电流表测电路电流,电压表V1测R1R2两端电压,电压表V2测电阻R2R3两端电压,△U2变化,是△UR1变化,△U1变化,是△UR3变化,(即V1表示数变化是R3电压变化;V2表示数变化是R1电压变化),滑片向右移动过程中,电流增大,R1两端电压减小,R3两端电压增大,R1两端电压的减少量等于R2、R3两端电压的增加量之和。△UR1=△UR2+△UR3,而△U2-△U1=△UR2+△UR3-△UR3=△UR2>0,故A正确;
又 =R2+R3, =R3,∴ - = R2+R3- R3= R2,(对比值问题,要明确比值代表着哪个量是解题关键),故B正确;
由例1、例2分析知,ΔP≠ΔU×ΔI,而ΔP =I'2(R2+R3)-I2(R2+R3)≠ΔU2×ΔI,故C错误;
滑片右移,R1阻值变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,所以电流表示数变大,而R1变小,R1两端的电压变小,导致V1示数变小,由分压定理知,R2R3分得电压增大 ,电压表V2变大,故D正确。
例1例2有具体数值,比较直观,通过数值计算易于理解,从而悟出解题思路,总结解题模型,得出一般规律。为解决例3例4比较抽象,无具体数值问题作了铺垫。中考物理中的许多题型,都需要从平时学习的点滴過程中慢慢积累知识和经验,从而实现从抽象到具体,再从具体到抽象的飞跃。