在中考物理的戰(zhàn)場上,電學(xué)題常常是決定勝負(fù)的關(guān)鍵高地。很多同學(xué)面對這類題目時(shí),仿佛置身迷霧森林,找不到方向。今天,咱們就以三道典型的中考物理電學(xué)題為例,一起深入剖析,揭開電學(xué)題的神秘面紗,探尋攻克它們的有效策略。

第一題:滑動(dòng)變阻器與定值電阻的電路謎題

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解題思路

我們先整體看這個(gè)電路,它是由定值電阻 R?和滑動(dòng)變阻器 R 串聯(lián)組成的。在串聯(lián)電路里,電流處處相等,就好比一條水管里水流的速度到處都一樣。而電壓呢,會(huì)按照電阻的大小分配,電阻越大,分到的電壓就越多。

對于選項(xiàng) A,滑片從最左端向最右端滑動(dòng)過程中,我們觀察滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化情況。從圖中可以看出,滑片向右滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是變小的。因?yàn)樵诖?lián)電路中,總電阻等于各個(gè)電阻之和,滑動(dòng)變阻器電阻變小,總電阻也就變小啦。而電源電壓不變,根據(jù)電流和電阻的關(guān)系(電阻變小,電流就會(huì)變大,就像水管變粗,水流就變大一樣),所以電流表示數(shù)應(yīng)該是變大的,A 選項(xiàng)錯(cuò)誤。

再看選項(xiàng) B,電壓表測的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表測的是整個(gè)電路的電流。在滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)過程中,它接入電路的電阻是不斷變化的。根據(jù)電壓和電流與電阻的關(guān)系(電阻變化,電壓和電流的比值也會(huì)變化),所以電壓表與電流表示數(shù)之比是變化的,B 選項(xiàng)錯(cuò)誤。

接著說選項(xiàng) C,我們從圖 2 中找兩個(gè)特殊的點(diǎn)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值是 5Ω 時(shí),電壓表示數(shù)是 3V;當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值是 10Ω 時(shí),電壓表示數(shù)是 4V 。我們可以這樣想,在串聯(lián)電路中,電源電壓等于定值電阻兩端電壓加上滑動(dòng)變阻器兩端電壓。定值電阻兩端電壓可以用電流乘以定值電阻來表示(這里的電流是整個(gè)串聯(lián)電路的電流,因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等)。我們通過這兩組數(shù)據(jù),就能算出電源電壓是 6V,C 選項(xiàng)正確。

最后看選項(xiàng) D,電路消耗的功率和電流、電壓都有關(guān)系。當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為 0 時(shí),電路中電阻最小,電流最大,此時(shí)電路消耗的功率最大。我們已經(jīng)知道電源電壓是 6V,定值電阻阻值也能算出來,通過這些就能算出最大功率是 7.2W,而不是 3.6W ,D 選項(xiàng)錯(cuò)誤。

第二題:滑動(dòng)變阻器不同位置的電路分析

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解題思路

我們還是先分析電路,這也是一個(gè)串聯(lián)電路,電壓表測的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓。當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)是 4V;當(dāng)滑片滑到 b 端時(shí),電壓表的示數(shù)變化了 2V,因?yàn)榛?b 端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,它兩端的電壓會(huì)變大,所以此時(shí)電壓表的示數(shù)是 6V。

對于選項(xiàng) A,我們來算電源電壓。我們知道,在串聯(lián)電路中,電流處處相等。當(dāng)滑片在中點(diǎn)和在 b 端時(shí),我們可以根據(jù)電壓和電阻的關(guān)系來分析。通過已知條件和電路的特點(diǎn),我們能算出電源電壓是 12V,而不是 10V,A 選項(xiàng)錯(cuò)誤。

再看選項(xiàng) B,已知此后 100s 內(nèi)定值電阻 R?產(chǎn)生的熱量為 200J,我們可以根據(jù)熱量和電壓、電阻的關(guān)系(這里雖然不出現(xiàn)公式,但我們知道熱量和電壓、電阻是有關(guān)系的,電阻不變時(shí),電壓變化會(huì)影響熱量),結(jié)合前面算出的電源電壓和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,就能算出 R?的阻值為 18Ω ,B 選項(xiàng)正確。

接著看選項(xiàng) C,根據(jù)前面的分析和計(jì)算,我們能算出滑動(dòng)變阻器 R 的最大阻值是 18Ω,而不是 9Ω,C 選項(xiàng)錯(cuò)誤。

最后看選項(xiàng) D,我們根據(jù)電壓和功率的關(guān)系(不出現(xiàn)公式,但是理解電壓變化對功率的影響),可以算出 R?先后兩次消耗的電功率之比是 16:9,而不是 4:3 ,D 選項(xiàng)錯(cuò)誤。

第三題:滑片移動(dòng)與電表示數(shù)變化的關(guān)系

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解題思路

這個(gè)電路同樣是串聯(lián)電路,電壓表測的是滑動(dòng)變阻器 R?兩端的電壓。當(dāng)滑片在 a 端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為 0,此時(shí)電路中只有定值電阻 R?,電流最大;當(dāng)滑片在 b 端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大,電流最小,電壓表的示數(shù)最大。

我們從圖乙中可以看出,當(dāng)滑片在 a 端時(shí),電流是 1.2A;當(dāng)滑片在 b 端時(shí),電流是 0.4A ,電壓表的示數(shù)是 4V。我們可以根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),電源電壓等于定值電阻兩端電壓加上滑動(dòng)變阻器兩端電壓。當(dāng)滑片在 a 端時(shí),電源電壓就等于此時(shí)的電流乘以定值電阻 R?;當(dāng)滑片在 b 端時(shí),電源電壓等于此時(shí)的電流乘以定值電阻 R?再加上滑動(dòng)變阻器兩端的電壓 4V。通過這兩個(gè)情況,我們就能算出電源電壓是 6V,R?的阻值是 5Ω。

重視錯(cuò)題,鑄就物理高分基石

通過對這三道中考物理電學(xué)題的詳細(xì)剖析,同學(xué)們不難發(fā)現(xiàn),電學(xué)題雖然復(fù)雜,但只要掌握了電路的基本原理,如串聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的關(guān)系,理清解題思路,從題目給出的條件入手,逐步分析,就能找到解題的關(guān)鍵。然而,在實(shí)際學(xué)習(xí)中,我們往往會(huì)在這些題目上犯錯(cuò)。每一道錯(cuò)題都是一次成長的契機(jī),它能讓我們發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)的漏洞和思維的誤區(qū)。