摘 要: 圖像信息有時是我們解決物理問題的唯一途徑,有時也是我們解決物理問題的最簡單直接的方法。若不從圖像信息入手問題有時就沒辦法解決或解決方法復(fù)雜從而使解題的難度加大。獲取圖像信息不但在解決初中電學(xué)問題具有重要性,而且在解決其它物理問題也同樣重要,可見獲取圖像信息在解決初中物理問題中的重要性。
關(guān)鍵詞: 初中物理 獲取 圖像信息 重要性
隨著課改的進行,大大小小考試題目的越來越多樣化,新穎化,題目中的已知信息也不再那么顯目,好多時候都需考生從中挖掘信息,有時要從文字中獲取信息,有時需要從圖像中獲取信息。前者比較常見,后者尤其對于學(xué)初中物理學(xué)生而言不但少見而且又有難度。下面我舉例說明從圖像上獲取信息對解決初中電學(xué)解問題的重要性。
例1.兩個電路元件A和B,流過元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖甲所示。把它們串聯(lián)在電路中,如圖乙所示,閉合開關(guān)S,這時電流表的示數(shù)為0.4A,則電源電壓和元件B的電功率分別是( )。
A.2.0V,0.8WB.2.5V,1W
C.4.5V,0.8WD.4.5V,1.8W
解析:此題無論是求解電源電壓還是求解元件B的電功率都必須知道此時元件B兩端的電壓,還有元件A兩端的電壓。通常辦法是根據(jù)U=IR計算U,但因為R未知無法求解電壓。唯一的辦法就是從圖像中獲取信息。從圖像知電路中電流0.4A時,A兩端的電壓2V,B兩端的電壓2.5V,電源電壓4.5V,元件B的電功率P=UI=2.5V×0.4A=1W。故答案選C。
例2.如圖所示是電阻甲和乙的U-I圖像,下列說法中正確的是( )。
A.電阻甲和乙都是阻值不變的電阻;
B.當乙兩端電壓為2V時,R=5Ω
C.甲、乙串聯(lián)在電路中,當電路中的電流為0.2A時,電源電壓為2V
D.甲、乙并聯(lián)在電路中,當電源電壓為2V時,電路總功率為1.2W
解析:甲的U-I圖像是直線、乙的U-I圖像是曲線。由圖像特點可看出電阻甲阻值不變,電阻乙阻值變故A錯。B選項是求解乙的電阻。因為乙是變阻要求解乙的電阻必須知道2V時通過乙的電流。由I=U/R計算是不行的。題目除了文字再就是圖像,只有通過圖像唯一途徑。由圖像知電壓為2V時乙的電流為0.2A。因此,此時乙的電阻為10Ω。B錯。根據(jù)例1方法知此時電源電壓為3V。C錯。同樣由例1方法知此時總電流為0.6A,功率為1.2W,故D正確。
例3.如圖甲所示,當開關(guān)S接a時,移動滑動變阻器的滑片P,根據(jù)測出的電流、電壓值,畫出了定值電阻R的U-I圖像;當開關(guān)S接b時,同樣根據(jù)測出的電流、電壓值,畫出了燈泡L的U-I圖像,如圖乙所示。
(1)求定值電阻R的阻值;
?。?)將R與燈L串聯(lián)接在6V的電源兩端時求燈絲的實際電阻值;
(3)將R與燈L并聯(lián)接入電路并調(diào)節(jié)電源電壓,當R消耗的電功率為4.9W時,燈L恰好正常發(fā)光,求燈L的額定功率。
解析:(1)根據(jù)R=U/I要求R必須知道U與I。但題中文字沒給一個數(shù)字。我們應(yīng)從圖像找信息,而且信息必須準確。乙圖中有兩個U-I圖像,下面需確定哪一個為R的U-I圖像。因為R是定值電阻,所以圖像是直線的為R的U-I圖像,然后在R的U-I圖像找一點讀出電壓與電流這樣R就知道了。(2)由(1)知乙中曲線就是燈泡的U-I圖像,圖像告知我們燈泡的電阻是變化的,所以只能求解它在某種狀態(tài)下(電源電壓6V)的電阻,題目文字中同樣沒有給出此時燈泡的電壓與電流,只有從圖像中獲知究竟曲線上選擇那一點呢?不同的點對應(yīng)的電阻不同,此時我們需明確串聯(lián)電路中燈泡電壓與R電壓的和等于電源電壓為6V,因此在U-I圖像中找橫坐標相同縱坐標和為6V時的電路中的電流,由圖像知這個電流為0.4A,并進一步可知燈泡兩端的電壓為2V,因此燈泡的電阻是5。對于這一問個別學(xué)生用數(shù)學(xué)辦法求解了,但是對于數(shù)學(xué)知識功底不深的學(xué)生很難想到也不容易求解。因此我們最簡單的方法還是獲取圖像信息。(3)R與燈L并聯(lián),R消耗的電功率為4.9W時,燈L恰好正常發(fā)光,可知燈泡的額定電壓,要求額定功率還需知道它的額定電流,仍從圖像得知額定電壓下的額定電流問題就迎刃而解了。
以上幾道題解決辦法都是從圖像獲取信息,圖像信息有時是我們解決物理問題的唯一途徑,有時也是我們解決物理問題的最簡單直接的方法。若不從圖像信息入手問題有時就沒辦法解決或解決方法復(fù)雜從而使題的難度加大。獲取圖像信息不但在解決初中電學(xué)問題具有重要性,而且在解決其它物理問題也同樣重要。
注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”