物理高考题中几类动态分析问题的逻辑推理

2019-11-08

中学生数理化(高中版.高考理化) 2019年10期

关键词：示数大S电压表

高中物理因其具有抽象的逻辑思维,使得很多同学在学习时总有很大的困惑,尤其是在处理动态分析的问题时。下面以平行板电容器、闭合电路欧姆定律及变压器三个方面所涉及的动态分析为例,剖析处理动态分析问题的逻辑推理。

一、平行板电容器的动态分析

例1用控制变量法,可以研究影响平行板电容器的因素(如图1)。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变,若()。

图1

A.保持S不变,增大d,则θ变大

B.保持S不变,增大d,则θ变小

C.保持d不变,增大S,则θ变小

D.保持d不变,增大S,则θ不变

分析规律：解决此类问题时常用到四个公式,即两个电容C的公式、两个电场强度E的公式。首先要明确不变量,是电压U不变还是电荷量Q不变。如若电容器充电后与电源相接,则属于电压U不变；如若电容器充电后与电源断开,则属于电荷量Q不变。此题属于电荷量Q不变的情况,根据电容C的两个公式可知,保持S不变,增大d,则U增大,θ变大；保持d不变,增大S,则U增大,θ变大。答案为A。

二、闭合电路欧姆定律的动态分析

俗话说“牵一发而动全身”,在闭合电路中由于某一电阻变化会引起各部分的P、U、I发生变化。

例2如图2所示,电源内阻不可忽略,开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()。

图2

A.电压表与电流表的示数都减小

B.电压表与电流表的示数都增大

C.电压表的示数增大,电流表的示数减小

D.电压表的示数减小,电流表的示数增大

分析规律：处理此类问题常用两种方法,即程序法和规律法。(1)程序法。电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路支路。(2)规律法。“串反并同”,即电源有内阻时,外电路某一电阻减小,通过它的电流变大,与其串联的电阻上的P、U、I也变大,变化情况相反；它两端的电压将减小,故与之并联的电阻上的P、U、I也减小,变化情况相同。简称“串反并同”。本题用程序法求解。因R0减小,R总减小,I总增大,U内增大,U外减小,U外=U1+U02,U1增大,故R2上电压增大,电流增大。用规律法求解。R0减小,根据“串反并同”可知,电压表示数减小,电流表示数增大。答案为D。