[职称论文]初中物理教学论文 以静制动，坐看电阻变化的图表信息题

1 以静制动，坐看电阻变化的图表信息题 大千世界，一切都会发生变化。导体也因自身或外部等因素的影响，其阻值也会发生相应的变化。我们知道影响导体电阻大小的自身因素有材料、长度和横截面积等；只要改变三个因素中的一个因素，那么导体的阻值就会改变。除了导体的自身影响因素之外，还有一些其他外界的因素的变化也会影响导体阻值的变化，如外界温度的改变、压力的改变、光照的改变等。 近年来，各地中考物理学科里出现电阻变化的题目屡见不鲜，其中以外界温度、压力、光照的改变等见多，且建立物理图像、表格及运用图像、表格提供的信 息来研究电阻变化的这一物理问题，因此我们必须掌握正确阅读图像、表格和从图像、表格上获取信息的技能和技法，以不变的技能和技法应对变化多端的题目。下面我们从不胜枚举的该类型中考题里攫取几例来加以说明。 一、温度的变化对导体电阻的影响 例 1（ 2008 安徽省）灯泡 L 的额定电压为 6V，小星通过实验测得其电流随电压变化的曲线如图。由图可知，当小灯泡 L 正常发光时，通过其灯丝的电流是 _A；通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为 3V，则此时小灯泡 L 消耗的实际功率为 _W。 分析： 这种 题目在中考物理中出现的几率逐年变大，这就要求我们能从图像中或者文字的隐含条件中判断灯泡的电阻是否为常量不变，要在计算中有这种判断的意识。我们知道通过灯泡的电流越大，灯泡就越亮，灯丝的温度就越高，灯丝的电阻就越大。即调节滑动变阻器的过程中，灯泡的电阻是变化的。由图像可知，当小灯泡正常发光U 6V 时，对应的电流 I 0 6A；当 UL 3V 时对应的电流 I 0 5A，则 P UI 3V 0 5A 1 5W。 练习 1（ 2008 年辽宁省十二市）如图甲所示，电源电压为 4 5V 且保持不变，小灯泡上标有“ 2 5V”的字样 ，图乙是通过小灯泡的电流与它两端的电压关系的图像。求： （ 1）当小灯泡两端的电压为 2V 时，灯丝的电阻。 （ 2）当小灯泡正常发光时，电路消耗的总电功率。 二、压力的变化对导体电阻的影响 例 2（ 2008 黄石市）某电子磅秤原理图如图（甲）所示，主要部件是杠杆 ABO，电流表 A 和压力传感器（相当于电阻值会随受到的压力大小发生变化的可变电阻），其中杠杆可绕 O 点转动，且力臂之比 AO： BO 5： 1，压力传感器的电阻值 R 随所受到的压力 F 的关系 2 图像如图 （乙）所示，秤盘与杠杆质量均忽略不计，电源电压 9V， R0 60，（取 g 10N kg）。求： （ 1）该秤的零起点（即秤盘上不放重物时）的刻度线应标在电流表刻度盘的多少 mA处？ （ 2）当电流表示数为 30mA 时，秤盘上放的物体的质量为多少？ 分析： 当外力发生变化时，压力传感器的电阻值 也会随着发生改变。由图（乙）可知，当压力变大时，压力传感器的电阻值会随着变小。（ 1）秤盘上不放物体时，传感器受压力F1 0N，电阻 R1 300，电路中的电流 I1 U/（ R1+R0） 9V/（ 300 +60）（ 9/360） A 25mA。（ 2）当电流表示数为 I2 30mA 时，电路中的总电阻 R U/I2 9V/（ 30 10 3A） 300，此时压力传感器的阻值为 R2 300 60 240，由图像可知相应的压力 F2100N，设所求的物体质量为 m，根据杠杆平衡条件 F2 LOA mg LOB，代入数据可 求得 m 50kg。 练习 2（ 2008 滨州市）有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理如图中虚线框里的内容所示。它主要有四部分构成：踏板和压力杠杆 OAB（可绕 O 点转动）、定值电阻RO、压力传感器 R（其电阻值会随所受压力大小发生变化，变化关系如下表）、显示质量大小的仪表 V（实质示一个量程为 0 3V 的电压表）。已知 OB： OA：，电源电压恒为3V，忽略踏板、杠杆及压杆的重力， g 取 10N/Kg。 压力 F/N 0 50 100 150 200 250 300 电阻 R/ 300 250 200 150 100 50 0 （ 1）当踏板空载时，电压表的示数为 0 75V，求定值电阻 RO的大小。 3 （ 2）当某同学站在踏板上时，电压表显示为 1 2V，此时压力传感器 R 的阻值多大？该同学体重是多少？ 三、光照的变化对导体电阻的影响 例 3（ 2008 株洲市）光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。“光强”表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用 E 表示，国际单位为坎德拉（ cd）。实验测得光敏电阻的阻值 R 与光强 E 间的关系如图所示，根据图象解答下列问题： （ 1）光敏电阻随光强的增大而 ，随光强的减小而 。 （ 2）当光强为 E1时，光敏电阻的阻值为 R1；当光强为 E2时，光敏电阻的阻值为 R2，那么它们之间的关系式为 （用 E1 E2表示）。 （ 3）将光敏电阻 R、定值电阻 R0、电流表、开关和电源连接成如图所示电路。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，那么 。（填正确答案的序号） 电流表的读数增大，光敏电阻两端的电压也增大 电流表的读数增大，但光敏电阻两端的电压减小 电流表的读数减小， 但光敏电阻两端的电压增大 电流表的读数减小，光敏电阻两端的电压也减小 （ 4）在如图所示电路中，电源电压为 6V，当光照强度为 4 5cd 时，电流表的读数为 0 5A。试求定值电阻 R0的阻值。 分析： （ 1）由图像可知光敏电阻随光强的增大而减小，随光强的减小而增大；（ 2）E2/E1；（ 3）当逐渐增大光敏电阻的光照强度时，光敏电阻会逐渐变小，电路中的电流会逐渐变大， U0会变大，则光敏电阻两端的电压减小，选；（ 4）当光照强度为 4 5cd 时，光敏电阻 R 光 =4，则两端电压 U 光 =IR 光 =0 5A 4 =2V，定值电阻两端电压 U0= U-U 光 =6V-2V=4V，定值电阻 R0=U0/I=4V/0 5A=8。（或：电路中的总电阻 R 总 =U/I=6V/0 5A=12，定值电阻 R0=R 总 -R =12 -4 =8） 4 练习 3（ 2008 黄冈市）将光敏电阻 R 和定值电阻 R0、电流表、电压表连成电路，接在9V 的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系如下表：（“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为 E，单位坎德拉（ cd） 光强 E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻 R/ 18 9 6 4 5 3 6 3 若电流表的示数增大，表明光强在 ，电压表的示数将 。（“增大”、“减小”或“不变”）。分析表中数据可知光强 E 1 5cd 时，光敏电阻的阻值 R ，此时电流表的示数为 0 5A，则通电 1min， R0 上产生的热量为 J。 从上面三个例题中我们应该受到启发，在遇到电阻变化的图表信息题时，首先要看清图像中的横轴与纵轴（或表格上下两行）所表示对应的两个物理量，观察其中一个物理量（如温度、压力、光照）的变化而引起另一个物理量（即电阻）是怎样变化，然后我们才能按照题意来解决具体问题。只有这样，我们方能以 静 （不变的技能和技法）制 动 （变化的电阻影响因素），胸有成竹地坐看电阻变化的图表信息题。 下面我们再提供一些类似的中考题，供大家思考与提高。 练习 4（ 2008 昆明市）如左 图所示电路中， R 是一个定值电阻， Rl是一个半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如右图所示，当开关闭合且电阻 Rt 所处的环境温度升高时，电流表示数 _，电压表示数 _。（填“增大”、“减小”或“不变”） 练习 5（ 2008 太原市）小明设计了一种“自动限重器”，如图（甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻 R1 和滑动变阻器 5 R2等。压敏电阻 R1的阻值随压力 F 变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限 定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压 U 6V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请你解答下列问题： （ 1）由图（乙）中的图象可知，随着压力 F 的增大，压敏电阻 R1的阻值将 _。 （ 2）用笔画线代替导线将图（甲）的电路连接完整。 （ 3）随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将 _，当电磁继电器线圈中的电流大小为 30mA 时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为 800N，则所选滑动变阻器 R2的最大阻值至少为 _ 。 练习 6（ 2008 淮安市）传感器是现代自动控制系统的重要器件之一，传感器通常是将感应到的物理量信号转换成 电流（或电压）信号，如：温度传感器、声传感器、光传感器等。现有一压力传感器（可视为一个电阻），其电阻 R 随压力 F 大小的变化而变化。从实验测得 R 与 F 的一组数据如表所示： （ 1）根据表中的数据，在下图所示的 R F 坐标系中画出电阻 R 随压力 F 变化的图像。 （ 2 ） 利 用 表 中 的 数 据 或 R-F 的 图 像 。 可 得 到 的 结 论 是 ：_ （ 3）请你利用 下列器材：压力传感器 R、定值电阻 R0（ 50 ）、电源（ 30V）、电压表、开关各一个，导线若干，设计一个电子秤。要求：在虚线框内画出你所设计的电子秤工作原理的电路图，并简述其工作原理： _。 6 练习 7（ 2008 达州市）小明利用标有“ 6V 6W”的灯泡 L1和“ 6V 3W”的灯泡 L2进行实验。 （ 1）当 L1正常发光时通过的电流多少？ （ 2）如左图所示： OA 和 OB 分别为通过灯泡 L1和 L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入右图所示电路， 要使其中一个灯泡正常发光，电路中电流表的示数为多少？ （ 3）电源的电压是多少？ （ 4）电路消耗的总功率为多少？ 练习参考答案： 练习