由一道28届物理奥赛预赛题所想.doc

电路中工作点的妙用 -由一道28届物理奥赛预赛题所想在物理教学中，如何从一些很基础的题目逐渐延伸、拔高。让学生在解决问题的过程中充分感受到物理的魅力所在。这是我们物理教师追求的。笔者在讲解恒定电路中工作电流时作了如下的拓展和延伸，供大家参考，并希望批评和指正。例一：电源的电动势为、内阻为，定值电阻阻值为，现在用这个电源给定值电阻供电。求工作电流和电阻上消耗的功率？解析：在同一幅图上作出定值电阻的图线和电源路端电压与电流关系的图线。那么，交点对应的电流和电压就是工作电流和路端电压。也可以在同一幅图上作出定值电阻的图线和电源内阻的图线，作一条竖直线有两个交点，使得交点纵坐标之和等于电动势，则此时的电流就是工作电流。例二：电源的电动势为、内阻为，两个定值电阻阻值为和串联，现在用这个电源给两个电阻供电。求工作电流。解析：在同一幅图上作出电阻和串联电阻的图线和电源路端电压与电流关系的图线。那么，交点对应的电流就是工作电流。例三：电源的电动势为、内阻为，两个定值电阻阻值为和并联，现在用这个电源给两个电阻供电。求工作电流。解析：在同一幅图上作出电阻和并联电阻的图线和电源路端电压与电流关系的图线。那么，交点对应的电流就是工作电流。有同学认为我讲得太繁了，直接利用闭合电路欧姆定律就可以求得。例一答案是；例二答案是；例三答案是。那么，请看例四：如图是某一半导体器件的U-I图，将该器件与标有“9V，18W”的用电器串联后接入电动势为12V的电源两端，用电器恰能正常工作，求此时电源的输出功率是多少？若将该器件与一个阻值为1.33的电阻串联后接在此电源两端，则该器件消耗的电功率约为多少？解析：这道题的第一问很好解答。半导体器件与“9V，18W”用电器串联时，流过的电流，从图象中得对应的半导体元件电压是1V，故电源的输出电压是，输出功率。电源内阻。1I/AU/V02 3 44812第二问就有点难度了。把1.33的电阻也作为电源电阻，则电源的新内阻变为2.33，则路端电压，若，则。从而作出电源的图象，两图线的交点的纵横坐标相乘便是半导体元件消耗的功率。故半导体元件消耗的功率。例五：图(a)为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线由图可知。两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故参考这根曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻(2)如图(b)所示，将两个这样的灯并联后再与10的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的电阻值解析：第一问很好处理。每个灯泡的电压为4V，从图中得到电流是0.4A。所以。第二问有难度：如果按照例三的解法，必须画出两个灯泡并联电阻的图线，这个比较困难。灯泡的图线不变，设流过每个灯泡的电流，电压为。那么根据闭合电路欧姆定律得，画出它的图线。交点为（、）所以：电流表读数为。灯的电阻值为。例六：（2011年物理奥赛预赛卷第10题）有两个电阻1和2，他们的阻值随所加电压的变化而改变，从而它们的伏安特性即电压和电流不再成正比关系（这种电阻称为非线性电阻）。假设电阻1和电阻2的伏安特性图线分别如图所示。现先将这两个电阻并联，然后接在电动势、内电阻的电源上。试利用题给的数据和图线在题图中用作图法读得所需的数据，进而分别求出电阻1和电阻2上消耗的功率和。要求：1、在题图上画出所作的图线。（只按所画得图线评分，不要求写出画图的步骤及理由）2、从图上读下所需物理量的数据（取两位有效数字），分别是： 。3、求出电阻1消耗的功率= ，电阻2消耗的功率= 。解析：因为两个电阻并联，所以电压相同时，总电流是两个电阻的电流之和。因此，对应不同的电压，将两个电流值相加，描出一系列点，用平滑的曲线连起来就是并联电阻的伏安特性曲线。再画出电源路端电压和总电流的关系图线，交点是（），对应电阻1的电流是，电阻2的电流是。=2.8W，电阻2消耗的功率=5.0W。巩固练习：1、电池甲和乙的电动势分别为、，且，内阻分别为、。若用这两个电池单独向某一个电阻供电时，这个电阻所消耗的功率相同；若用电池甲、乙分别向另一个电阻值比大的电阻供电，电功率分别为、，则（ ）A电池的内阻 B电池的内阻C电功率 D电功率 2、如图所示为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据做出的路端电压与电流的关系图线，图中DC平行于横坐标轴，DE平行于纵标轴，由图可知（ ）A比值表示外电路电阻B比值表示电源内电阻C比值表示电源电动势D矩形的面积表示电源的输出功率3、如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象;直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么 ( )(A)R接到a电源上，电源的效率较高 (B)R接到b电源上，电源的效率较高(C)R接到a电源上