“不变”考查理解“变化”考查应用.doc

“不变”考查理解 “变化”考查应用-对一道高考实验题的赏析湖北省襄阳市第一中学 蓝坤彦 441000以现代科技为背景，对教材内容和已有习题进行适当变化，考查学生的能力，是近几年来各地高考题的一个重要特点例如，2009年重庆卷22题的第2小题，就是一个以硅光电池为背景，考查电学实验的集大成者，考了实验原理的理解，电表的改装，实物的连线，函数图象的识别与处理等内容，考查了学生基本的实验素养，以及应用已学知识灵活处理物理问题的能力一、题目与解析图1(2009年重庆卷）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件某同学用图1所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系图1中R0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表请根据图1，用笔画线代替导线将图2中的实验器材连接成实验电路若电压表的读数为，则I mA； 实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a见题中图3，由此可知电池内阻 （填“是”或“不是”）常数，短路电流为 mA ，电动势为 V图2图3实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见题中图3当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V则实验二中外电路消耗的电功率为 mW（计算结果保留两位有效数字）解析：根据电路图1，对图2实验器材连线如图4所示；当电压表的读数为时，根据欧姆定律可知： 图4图5根据闭合电路欧姆定律有，路端电压UEIr，若r为常数、则U-I图为一条不过原点的直线，而图线a是曲线，所以电池内阻不是常数；当U0时的电流为短路电流约为295A0.295mA；当电流I0时路端电压等于电源电动势E约为2.67V；由图线a知，实验一中的路端电压为U11.5V时，电路中电流为I10.21mA，连接曲线a中的点（0.21mA、1.5V）和坐标原点，此直线为此时对应的外电路的总电阻（电阻值不变）的U-I图，它和图线b的交点为在此外电阻下，实验二中电源的路端电压和电路电流，如图5所示，根据图5读出此状态下的电流和电压分别为I97A、U0.7V，则外电路消耗功率为PUI0.068 mW二、根据教材内容和已有习题看考题中的变与不变1.电流表变成电压表和电阻，但功能不变图6教材中测电源电动势和内阻实验的电路原理图如图6所示，它与图1的差异在于，图6的电流表被图1的理想伏特表和已知定值电阻R0替代，但是它们在试验中的作用是一样的，只不过图6中的电流是电流表直接读出，图1中的电流是用的比值表示2.图象的直线变曲线，但斜率的意义不变教材中，根据图6测出的数据，绘出的图象是一条倾斜的直线，由这条图线的斜率可求出旧干电池的内阻本考题的实验中根据实验测量的数据绘出的硅光电池的U-I图线a虽然是一条曲线，但对电源内阻的分析和判断依然是图线切线的斜率3. 图象的直线变曲线，但截距的意义不变教材中，利用图6测绘出的图象横坐标的截距在数值上等于短路电流，纵坐标的截距在数值上等于电源的电动势，本考题中硅光电池电动势和短路电流的大小，也是根据实验测绘出的U-I曲线a与坐标轴的截距值求解4.曲线由a变到b，但求输出功率的方法不变在电源的图象中，横坐标是通过电源的电流，纵坐标是路端电压，由可知，图线上点的电流与电压的乘积表示该状态下电源的输出功率，与图线的形状无关如果是电阻的图象，图线上点的电流与电压的乘积则表示，此状态下电阻实际消耗的功率5.电源的性质变，但测量电源电动势和内阻的方式不变虽然题目将教材实验用的电源由旧的干电池换成了硅光电池，但是对电源的电动势和内阻的测量，仍然是通过调节滑动变阻器，测出多组路端电压与通过电源的电流的数据，来间接测量的6.电源内阻变，但隐藏着外阻的不变由于所测电源为硅光电池，所以当“减小实验一中光的强度”时，电源的内阻要变结合题目的第四问中的“当滑动变阻器的电阻为某值时”，求“实验二中外电路消耗的电功率”看，第四问中的“实验二中外电路消耗的电功率”，实际上相当于将一个固定的电阻接在两个不同的电源两端测其输出功率的题目7.实验原理变，但遵循的规律不变图6电路的实验原理是，图1电路的实验原理是，两者在表达式上虽然有点不同，但都遵从闭合电路欧姆定律从以上分析可知看出，学生在平时的学习中，对所学的知识，仅达到理解是不够的，必须达到融会贯通，灵活运用，才能从考题的“变”中看到“不变”，做到以“不变”应“万变”，从容答题联系电话：13871727119