从今年南京市中考物理题谈分析题目的重要性

一代虞夫

<p class="ql-block">  题目:(2022年南京市中考物理卷第12题),</p> <p class="ql-block"><span style="font-size:18px;">  如图电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点),闭合开关s当滑片p在某一端点时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1w,当滑片p移至某一位置时,电流表示数为0.3A,R2消耗的电功率为1.8w,那么当滑片p从a移到b的过程中</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> A 电流表示数变化了0.6A</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> B 电压表示数变化了4v</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> C R1消耗的电功率变化了5w</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> D 电路消耗的总功率变化了6w</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 分析与解:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 解题的关键语句:滑片在某一端点时、滑片p移至某一位置时、滑片p从a移到b的过程中,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 分析:滑片在某一端点时,究竟是哪一个端点?从提供的已知条件看,起始位置电流表的示数是0.1A,当滑片移至某一位置时电流表的示数为0.3A,即电流变大了,在如图示的简单串联电路中,可知,电阻一定是变小了,也就是说滑片一定是向左移的,由此可推得,滑动变阻器的起始位置一定在b点。</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 根据欧姆定律和电功率公式,建立关系式:(下列式中U为电源电压)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> U=0.1A(R2+R1)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> =0.3A(R2'+R1)……(1)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 根据R2在两种情况下消耗的功率分别为1w和1.8w,可求得R2和R2'的值:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> R2=1w/(0.1A)平方</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> =100欧,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> R2'=1.8w/(0.3A)平方</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> =20欧,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 将R2与R2'的值代入(1)式可求得u=12v,R1=20欧,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 然后再分析滑动变阻器的滑片从a移到b的过程中出现的一系列的问题:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> A,滑片在a点时R2=0,此时的回路的电流 I=U/R1=12v/20欧=0.6A,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 当滑片移至b点时R2=100欧,此时回路的电流I'=u/R1+R2</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> =12v/(100+20)欧</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> =0.1A,(和题设条件是吻合的)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 所以此过程中电流表的示数变化了:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> △I=0.6A-0.1A=0.5A,故A选项错,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> B,滑片在a点时电压表短路,其示数为零,滑片在b点时电压表示数:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> Uv=IR2=0.1A×100欧=10v</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> (或Uv=U-IR1=12v-0.1A×20欧</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> =10v)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 所以,此过程中电压表示数变化了</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 10V,故B选项错,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> C,滑片在a点时R1消耗的电功率:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 此时R2短路,电路的结构是:电阻R1与电源、电键组成的串联电路,此时,R1消耗的电功率为:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> P=UI=12v×0.6A=7.2w,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> (或P=0.6A平方乘以20欧等于7.2w)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 当滑片移到b点时(滑动变阻器的滑片在起始位置)R1消耗的电功率为:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> P'=0.1A平方×20欧=0.2w</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> (或P'=P总-Pr=12v×0.1A-1w</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> =0.2w)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> ∴滑动变阻器的滑片P从a移到b的过程中R1消耗功率的变化量为:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> △P=7.2w-0.2w=7w,故C选项错,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> D,滑片在a、b两点时电路消耗的总功率分别为:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> P总=UI=12v×0.6A=7.2w,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> (或P总=0.6A平方×20欧=7.2w)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> P总'=UI'=12v×0.1A=1.2w</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> (或P总'=0.1A平方×120欧=1.2w)</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> ∴滑动变阻器的滑片P从a移到b的过程中电路消耗总功率的变化量为:</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> △P总=P总-P总'=7.2w-1.2w=6w</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 即电路消耗的总功率变化了:6w,</span></p><p class="ql-block"><span style="font-size:18px;"> 故选项D正确。</span></p>