讓物理走向生活中考電學計算題分析

/讓物理走向生活2019中考電學計算題分析縱觀2019年中考電學計算題，不難看出，作為計算必考的電學計算比以往更注重生活、貼近生活。傳統(tǒng)的純電路計算題比例僅占25%左右。在作者參閱除西藏、海南以外的29省市的中考試卷后，發(fā)現(xiàn)只有北京、天津、上海、重慶、浙江、長沙、甘肅、江西七個省市為常規(guī)的電學計算，其余省市均取自生活，一般有以下幾種類型：一、著眼于用電器的銘牌而進行的一些計算例1（2019沈陽）小明家新安裝了一臺電熱水器，電熱水器的銘牌如圖1甲所示。若自來水的溫度是10℃，充滿水后，小明將調(diào)溫開關(guān)調(diào)到如圖1乙所示的位置。接通電源，加熱指示燈亮；達到設(shè)定溫度時，加熱指示燈熄滅。請你幫助小明回答下列問題：圖1（1）加熱指示燈從亮到滅的過程中，熱水器中的水一共吸收多少熱量？（2）若不考慮能量損失，從接通電源到指示燈熄滅需要多少時間？（3）若實際經(jīng)過2h30min指示燈才熄滅，則熱水器的效率是多少？[C水＝4．2×103J/（kg·℃）]青海省和貴陽市也是在飲水機的銘牌上做文章。河南省則以電能表的銘牌以及熱水器的銘牌讓學生進行了計算。云南省以電爐的銘牌作了計算。河北也以熱水機的銘牌進行了計算。這些考題借助于一些常見的用電器的銘牌所包含的信息，再利用所學的物理知識進行計算。除了熱水器以外、像電能表、電動車、電壺、洗衣機、電冰箱它們的銘牌被作為中考題的已知信息對學生進行考察。這類題目要求學生在平常的生活中注重觀察，并學會從用電器的銘牌里面提取有用的信息，用物理的眼光去發(fā)現(xiàn)生活。同時教師在教學時也要注重這一方面的訓練。二、通過規(guī)律公式計算培養(yǎng)學生的節(jié)能意識例2（南京2019）今年3月1日起，我國對家用電冰箱、空調(diào)這兩個產(chǎn)品率先實施能源效率標識制度，以后生產(chǎn)、銷售和進口的空調(diào)、冰箱均應(yīng)在顯著位置粘貼“中國能效標識”的標簽（如圖2所示）。能效標識將能效分為1、2、3、4、5五個等級，等級1表示產(chǎn)品最節(jié)能，等級5是市場準人指標，低于該等級要求的產(chǎn)品不允許生產(chǎn)和銷售。圖2（1）據(jù)有關(guān)部門科學預測，在推行能效標識后未來的1O年間，家用空調(diào)器和冰箱可累計節(jié)電548億度（約合1．972×1017J）。這些電能相當于多少噸標準煤完全燃燒所釋放的熱量？（已知標準煤的熱值為2．9×107J／kg）（2）目前，一臺電功率為1160W的高效節(jié)能制冷空調(diào)A，售價大致為3000元，另一臺制冷效果相同的一般節(jié)能制冷空調(diào)B電功率為1500W，售價大致為2019元。若空調(diào)的使用壽命為12年，家用平均每年使用500h，1度電的價格按O．50元計算。試求出使用12年，高效節(jié)能空調(diào)比一般節(jié)能空調(diào)所節(jié)約的電費。（3）根據(jù)你所知道的信息對將要購買空調(diào)的消費者提出建議并簡要說明理由。隨著政府提出建設(shè)節(jié)約型社會，以及社會建設(shè)中的能源出現(xiàn)危機，在2019年中考中如何節(jié)約電能上成為了考察的熱點。除南京考察外濟南試題從電視機待機狀態(tài)這一考點出發(fā)讓學生算了一筆賬。陜西省從輸送電時能量的損耗進行了計算，福州市也從空調(diào)溫度設(shè)定這一問題對學生加以考察，南寧市則從節(jié)能燈和白熾燈的對比給學生上了一節(jié)課。而且大多都要求學生提出一項節(jié)能措施，豐富了題目內(nèi)涵。這一類題結(jié)合社會熱點，形勢新穎所含信息量在考察過程中對學生的節(jié)能意識加以培養(yǎng)。這就要求學生在學習中關(guān)注社會熱點，提高節(jié)約意識并能相應(yīng)的作進一步的思考。三、通過計算解決實際生活中的問題例3（武漢2019）我市陽邏電廠三期擴建工程完工后，其發(fā)電機組的總輸出功率將達到2．4×106kW，成為華中地區(qū)最大火力發(fā)電廠之一。（1）發(fā)電機的工作原理是什么？如果該發(fā)電機組一年輸出電能1．2×1010kW·h，發(fā)電機組一年工作的總時間為多少小時？（2）如果某發(fā)電機每發(fā)出1度電，要消耗熱值為3．0×107J/㎏的標準煤0．4㎏，該發(fā)電機的效率為多大？（3）若電廠通過供電系統(tǒng)用220V的恒定電壓給小剛家所在的離電廠較遠的小區(qū)供電，某天小剛發(fā)現(xiàn)自家“220V100W”的白熾燈工作10min時，消耗電能為4．86×104J，已知小剛家進戶線上裝有一空氣開關(guān)，當電流達到20A時，空氣開關(guān)自動“跳閘”，他家此時允許消耗的最大電功率為多大？（不考慮溫度對電阻的影響）例4（2019黃崗非課改區(qū)）冬天，伍珍同學使用電熱毯時，發(fā)現(xiàn)電熱毯有高溫和低溫檔，她決定探究電熱毯內(nèi)部電路。圖3甲、乙分別為他和裘實設(shè)計的電熱毯的模擬電路圖（電爐絲相當于電熱毯內(nèi)部發(fā)熱電阻）。圖3（1）圖甲中定值電阻R1＝10Ω（置于電熱毯外部），電爐絲R2＝20Ω，請計算低溫檔時發(fā)熱電功率；（2）圖乙中兩根電爐絲R2＝20Ω、R3＝10Ω，請計算高溫檔時發(fā)熱電功率；（3）請對兩個同學設(shè)計的模擬的電路進行評估（請指出你認為好的設(shè)計電路，并說明優(yōu)點和缺點）。例5（2019黃崗非課改區(qū)）醫(yī)院里利用高溫高壓蒸汽消毒鍋對器械進行消毒，不同的器械所要求的溫度、壓強不同。如圖4為自動測量鍋內(nèi)溫度、氣壓的電路原理圖（虛線框內(nèi)為鍋內(nèi)部分電路）。電源電壓恒為4．5V。圖4（1）若對總質(zhì)量為5kg、初溫為15℃的鋼制器械進行消毒，消毒溫度須達到115℃時，器械共吸收多少熱量？[C鋼＝0．46×103J／（kg·℃）]（2）壓強傳感器R1（阻值隨所受的壓強大小發(fā)生變化的可變電阻）置入鍋內(nèi)，其受壓面積為2cm2，如果R1表面能承受的最大壓力為70N，則鍋內(nèi)允許的最高氣壓是多少？（3）A1為顯示鍋內(nèi)氣壓大小的儀表（實質(zhì)是電流表），當鍋內(nèi)氣壓不高于1標準大氣壓時，A1顯示氣壓值都為0，此時R1阻值為200Ω，求：氣壓表零刻度線應(yīng)標在電流表A1刻度盤多少毫安處？（4）熱敏傳感器R2（阻值隨溫度發(fā)生變化的可變電阻）置于鍋內(nèi)，A2為顯示溫度的儀表（實質(zhì)是電流表）；R2的電阻與溫度的關(guān)系如下表所示：溫度t／℃80859095100105110115電阻R2／Ω1201101009080706050當電流表A2示數(shù)為60mA時