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中考电学的考点及命题趋势分析

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电学是物理学中最基本、最重要的组成部分之一,因此也是中考物理最主要的考查内容之一,分值平均约占30%左右(其中江苏省南京市为27%、辽宁省大连市为32%、上海市为33%、湖北省黄冈市为26%、北京市课标A卷为28%、浙江省杭州市为20%),且涵盖了所有的题型.考查内容主要集中在简单电路的认识与作图,电流、电压、电阻的关系,欧姆定律,电功与电功率,安全用电,超导等新材料的应用,磁场及磁感线,地磁场,电磁铁,磁场对电流的作用(直流电动机),电磁感应,电磁现象中的能量转化,电磁波及其应用(现代通讯技术)等方面.其中欧姆定律、伏安法测电阻和电功率、生活中的用电问题、电磁现象等是考试的热点问题.预计2007年中考电学部分的命题,将注重对电学的基础知识和基本技能的考查,立足于同学们的学习和生活实践,以同学们熟悉的社会、生活现象为创设背景,考查同学们运用所学电学知识解决实际问题的能力、发散思维能力以及科学探究能力.现对电学这部分内容在2006年中考中出现的重要考点逐一剖析,以期使同学们更加深入地掌握其精髓,顺利解答.

考点 1 电流、电压和电阻

电子定向移动形成电流.规定正电荷定向移动的方向为电流方向.会使用电流表测量电流.串联电路中电流处处相等;并联电路中干路上的电流等于各个支路电流之和.会使用电压表测量电压.串联电路的总电压等于各个串联导体两端电压之和;并联电路各支路两端电压相等.电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,大多数导体的电阻随温度的升高而增大.滑动变阻器是利用改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电路中电阻的大小的,使用时,采取“一上一下”的接线方法,通常串联在电路中.

例1(2006年太原市考题)图1是大型电子地磅的电路图。当称重物时,在压力作用下滑片P向B端滑动,变阻器连入电路的电阻________,电流表的示数_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量.

解析:当称重物时,在压力作用下滑片P向B端滑动,变阻器连入电路的电阻变小,电流表的示数变大.

考点预测:电压表和电流表的使用,探究串、并联电路中电流和电压的规律以及探究影响导体电阻的因素是中考命题的热点.命题常围绕有关电表的知识和使用规律,以填空、选择、作图等题型出现,重点考查关于电表的读数和正确连接.另外,正确使用滑动变阻器改变电路中的电流也是考查的重点.

考点2 欧姆定律

欧姆定律的内容是:导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.用公式I=U/R 表示.使用欧姆定律时,要注意是指同一导体在同一时刻的I、U、R三者的关系.串联电路的总电阻等于各个串联导体的电阻之和,即R总 =R1+R2;并联电路总电阻的倒数等于各个并联导体电阻倒数之和,即1/R总=1/R1+1/R2 .

例2(2006年黄冈市考题)图2甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示.已知继电器的线圈电阻R0为10Ω,左边电源电压为6V恒定不变.电流表0~30mA量程接入电路,图2乙是电流表表盘。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,空调电路正常工作.

(1)该同学将电流表改成了温度表,通过计算标出表盘上25℃的位置.

(2)为了节省电能,使温度达到30℃时空调才能启动制冷,电路中要串联多大的电阻?

(3)为了给空调设定不同的启动温度,请你提出一种可行的、调节方便的措施.(改变电阻除外)

解析:(1)查表可知,25℃时R为390Ω,则

I =1/R总=6V/(390Ω+10Ω)=0.015A.

即25℃时指针位置在表盘15mA处.

(2)查表可知,30℃时R为360Ω,则

R总=U/1=6V/0.015A= 400Ω,

故串联电阻R=R总-R-R0=30Ω.

(3)为了给空调设定不同的启动温度可以改变电压,使用调压器;改变继电器线圈匝数;使用抽头旋转式线圈等。

考点预测:欧姆定律是初中物理的重点和难点,它贯穿整个电学的计算,是中考的热点和必考内容,在命题形式上多种多样,如探究欧姆定律,或与电功、电功率、焦耳定律等知识结合在一起考查.

考点3 测量小灯泡的电阻

测量小灯泡的电阻其原理是欧姆定律.在实验过程中,先画出电路图,再对照电路图连接实物电路,在连接电路的过程中开关应断开,变阻器滑片应放在阻值最大的一端.

例3(2006年贵阳市考题)物理课上,老师请同学们设计一个测量未知电阻Rx的实验,各组同学都提出了自己的设计方案,下列是两组同学的设计情况.

(1)甲组同学决定采用伏安法,请你帮他画出实验电路图,并说明所需测量的物理量:①____________;② _______________________ .

(2)乙组同学设计了不同的方案,经讨论后同学们达成共识,设计的电路如图3,以下是他们的实验操作步骤:

①按电路图连接好实物电路;

②____________________________________________;

③____________________________________________.

(3)请你用所测物理量分别写出两种方案未知电阻Rx的数学表达式:

甲组:Rx=___________________ ;乙组:Rx=________________.

解析:(1)甲组同学的实验电路图如图4所示.需测量的物理量:①电阻Rx两端的电压;②通过电阻Rx的电流.

(2)乙组同学的实验操作步骤:

①按电路图连接好实物电路;

②将开关S断开时,记录电流表的示数为I1;

③将开关S闭合时,记录电流表的示数为I2.

(3)甲组:Rx= U/I ;乙组:Rx=I1R0/(I2-I1).

考点预测:伏安法测量小灯泡的电阻,或只用电流表、或只用电压表再辅助其他元件测量,是电学中的重要实验之一,在考试中常常出现.其实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据的处理都是考查的重点,出题形式灵活多样,主要考查同学们的实验探究能力.

考点4 电功和电功率的有关计算

电功和电功率的计算公式分别为W=UIT和P=W/t.在生活中我们常应用电功率变形公式W=Pt来计算用电器消耗的电能.

例4(2006年菏泽市考题)收音机的基本结构可以简化成如图5所示的电路,其中R1代表机体电阻,R2为音量控制电阻,R3为扬声器的等效电阻,电源电压为3V。当滑片P滑到a端时,扬声器无声,此时流过电源的电流为15mA.当滑片P滑到b端时,扬声器音量最大,此时流过电源的电流为55mA.求:

(1)R3的阻值;

(2)扬声器音量最大时,R3消耗的电功率.

解析:(1)当滑片P滑到a端时,R1、R2并联;当滑片P滑到b端时,R1、R2、R3并联,则通过R3的电流:I3=I总- I12=55mA-15mA=40mA=0.04A.

R3的阻值:R3=U3/I3=U/I3=3V/0.04A=75Ω .

(2)扬声器音量最大时,R3消耗的电功率:

P3=U3I3=3V× 0.04A=0.12W.

考点预测:电功和电功率综合计算是中考电学计算的热点.解决此类问题的关键是:先认清电路的连接方式,分清电路的结构是如何变化的,再考虑电表所测量的物理量,最后利用串并联电路、欧姆定律、电功和电功率等知识求解.复习时,要多做一些相关练习,提高自己的解题能力.

考点5 测定小灯泡的电功率

用电压表与小灯泡并联测量灯泡两端的电压,用电流表与小灯泡串联测量灯泡的电流,再根据电功率的公式P=UI,计算出小灯泡的电功率.了解小灯泡的实际功率和额定功率跟小灯泡的实际电压和额定电压的关系.

例5(2006年大连市考题)小红同学要测量额定电压为3.8V的小灯泡的功率.

(1)连接的不完整的实物电路如图6甲所示.请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.

(2)连好电路后,闭合开关,电压表的示数为4V,电流表的示数为0.35A,小灯泡的实际功率为_______W.调节变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8V时,电流表的指针位置如图6乙所示,此时电流表的示数为___________A,小灯泡的额定功率为______W.

(3)开关闭合前,滑动变阻器连入电路中的阻值不是最大.你除了从实物电路中直观地看到了滑片所在的位置以外,还能用在上述实验过程中发生的哪个实验现象来证实这一点?(只陈述实验现象即可,不用分析或解释)

解析:(1)连接的实物电路如图7所示.

(2)小灯泡的实际功率为1.4W;电流表的示数为0.34A;小灯泡的额定功率为1.292W.

(3)闭合开关后,电压表的示数从4V降到3.8V,或闭合开关后,电流表的示数从0.35A降到0.34A,或电压表示数变小、电流表示数变小.

考点预测:测定小灯泡的电功率是电学实验探究题的重点,也是中考实验命题的主要素材之一,它涉及到电表的使用、滑动变阻器的使用、串联电路、欧姆定律、电功和电功率等知识.所以在复习时,要重温实验,以便提高自己的实验能力.

考点6焦耳定律

焦耳定律的内容是:电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.其表达式是:Q=I2Rt,变形式为Q=UIt或Q=U2/Rt.但要注意的是,Q=UIt和Q=U2/Rt只适用于像电炉、电烙灯等可以看做纯电阻性用电器的电路.

例6(2006年泰州市考题)小华准备参加玩具赛车比赛,他运用图8所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机.设电池的电压恒定不变,他先用手捏住电动机的转轴,使其不转动,闭合开关后读出电流表的读数为2A;然后放手,当电动机正常转动时,又读出电流表的读数为0.6A.则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为()

A.91% B.70% C.30% D.9%

解析:用手捏住电动机的转轴,使其不转动,电动机在时间t内消耗的电能是W=UIt= 2Ut(J);当电动机正常转动时,电动机在时间t内产生的热量是Q=I2Rt= UIt= 0.6Ut(J).该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为η=W-Q/W×100%,代入数据得:η =70%.

考点预测:关于多档位电热器的耗电问题一直是中考的热点,既可以考查同学们对电路结构知识的掌握情况,又可以考查同学们对电能的计算能力,同时也为同学们今后设计新颖的电路打下基础,所以,这类考题在2007年中考中仍将是重点.

考点7电磁现象

磁体具有吸铁性,磁极间相互作用的规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.磁体周围存在磁场,用安培定则判定通电螺线管的极性与电流方向的关系.电动机是根据通电线圈在磁场中转动的原理制成的,发电机是利用电磁感应现象的原理制成的.

例7(2006年贵阳市考题)一同学设计了一种判断电源 “+”、“-”极的方法:在水平桌面上放一枚小磁针,在小磁针的西面放一个螺线管,如图9所示,接通开关后,小磁铁的N极向东偏转,则下列判断中正确的是()

A.电源a端是正极,在电源内部电流由b流向a

B.电源a端是正极,在电源内部电流由a流向b

C.电源b 端是正极,在电源内部电流由a流向b

D.电源b 端是正极,在电源内部电流由b流向a

解析:利用安培定则来判定,即用右手握住螺线管,让四指弯曲的方向跟电流的方向一致,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极. C选项正确.

考点预测:考查实验中和生活中的电磁现象是该考点的主要内容,应分析题目所提供的材料,利用相关规律进行解题。另外,关于电动机和发电机的原理和能量的转化也是该考点的主要考查内容.

考点8电磁波及其传播

周期性变化的电磁场在空中传播被称为电磁波.电磁波的传播也是能量传播的过程,真空中电磁波的波速为v,它等于波长λ 和频率f的乘积,即v=λ f,其中真空中电磁波传播的速度v=3×108m/s.

例8(2006年南昌市考题)下雨天在家收听广播节目时,我们发现在打雷时,从收音机里会听到“咔嚓、咔嚓……”的声音,然后才听到雷声.

(1)打雷时收音机为什么会发出“咔嚓”的声音?

(2)为什么我们会先听到收音机里的“咔嚓”声,然后才听到雷声?

解析:打雷时,收音机之所以会发出“咔嚓”的声音,是由于打雷时产生的电磁波被收音机接收,干扰了正常信号的接收.而我们会先听到收音机里的“咔嚓”声,然后才听到雷声的原因是:在空气中,电磁波的传播速度比声音的传播速度大.

考点预测:电磁波的波速v、波长λ 和频率f之间的关系,以及电磁波的特性的探究和应用是该考点在中考中的主要考查内容.联系生活实际,解决实际问题是该考点命题的主要特色.