论文部分内容阅读
近几年的中考题中出现了一种新题型——信息阅读题.
信息阅读题是一种考察学生综合能力的题型,包括捕捉信息、处理信息的能力,综合应用能力、自主学习能力、物理思维能力和创新意识.此类题目能够帮助学生实现从模仿到创造的思维过程,从无知到有知,从掌握到应用的过程.
阅读信息题的材料往往是通过一些重点、热点问题,以文字、表格、图像等形式,要求学生根据题目的内容,解读其中隐含的信息,并且根据学过的物理知识,和通过文章的信息新学的知识,来解决题中所要求解决的问题.
解题方法大致分为以下几个步骤:
(1) 获取信息.信息包含明显的和隐含的,需要认真阅读,仔细分析.一些简单的问题可以直接从信息中找到答案.
(2) 处理信息.认真阅读题目中提出的问题,明确题意需要解决的是什么问题,根据获取的信息再联系已知和未知,用比较、判断、推理、分析和综合等方法,挖掘隐含的知识,呈现知识原形,在已知和未知间建立起一定的联系.
(3) 解答问题.通过整理、分析、提取、加工等手段来解决问题.
例1 力传感器在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器.
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示.弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片.若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩.力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感.给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响.
(1) 这种力传感器是将力的大小转换为(电流/电压)的装置.
(2) 外力F增大时,下列说法正确的是.
A. 上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B. 上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C. 上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D. 上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小
(3) 传感器输出的电压U随外力F增大而.
(4) 进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而的电阻.
(5) 如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天(大/小).
答案 (1) 电压(2) D (3) 增大 (4) 减小 减小(5)小
解析 (1) 传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置.
(2) 外力F增大时,上应变片被拉伸,金属电阻丝长度变大,电阻变大,下应变片被压缩,金属电阻丝长度变短,电阻变小.故选D.
(3) 压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大,所以传感器输出的电压U随外力F增大而增大.
(4) 未进行温度补偿时,金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大,所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻.
(5) 冬天比夏天电阻增加的小,所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小.
例2 我国《道路交通安全法》规定:严禁酒后驾车!参照《车辆驾驶人员呼气酒精含量阈值与检验标准(GB19522)》,呼气中酒精浓度大于等于0.09mg/L就属于酒后驾驶.由此,茅山中学综合实践活动小组的同学就“呼气中酒精浓度是否超标”展开探究活动,小组同学通过资料查询,知道氧化锡具有气敏特性,当周围气体中酒精浓度增加,其电阻值就降低.他们到电子器材商店购得某型号氧化锡检测电阻Rx,其阻值与周围气体中酒精浓度的关系图像如图所示.同学们按两种方法分别展开实验探究,请选择其中一种方法并完成电路设计.(两种方法都做,以第一种为准)
分析
方法一:
提供了电压表,很显然是用电压表测量电压.查图像可得,当酒精浓度等于0.09mg/L时,氧化锡检测电阻Rx的阻值为6Ω.用电压表测电压又有两种设计,一种情况是用电压表测Rx的电压,另一种情况是用电压表测R0的电压,两种是不是都可行呢?分析如下:
(1) 电压表测Rx的电压,如图1所示
当Rx的电压为1.5V时,R的电压为(6-1.5)=4.5V,由分压原理可得Rx/R0=1.5/4.5=1/3,求得R0=3Rx=18Ω.但是由图像可以看出,当呼气中酒精浓度很低时,Rx的值大于20Ω,而R0=18Ω,此时Rx的电压就会超过3V,超过了电压表的量程.所以这种方法不妥.
(2) 电压表测R0的电压,如图2所示
当R0的电压为1.5V时,Rx的电压为(6-1.5)=4.5V,由分压原理可得R0/Rx=1.5/4.5=1/3,求得R0=Rx/3=2Ω.采用这种接法,当呼气中酒精浓度很低时,也就是Rx的值大于20Ω,R0的电压很小,不会超出电压表的量程.
方法二:
提供了电流表,就是要测电流.一种考虑是并联电路,另一种考虑是串联电路.
(1) 并联电路,如图3和图4所示
通过R0的电流始终不变,Rx的变化会导致Rx所在支路或者干路的电流发生变化,因此电流表要接在Rx所在的支路或者干路中.而当酒精浓度等于0.09mg/L时,Rx=6Ω,求得Rx所在支路的电流Ix=6V/6Ω=1A,已经超出了电流表的量程.干路更是大于
1A,所以此法不对.
(2) 串联电路,如图5所示
电流表读数等于0.3A时(酒后驾车时的电流),电路的总电阻为R总=6V/0.3A=20Ω,此时Rx=6Ω,求得R0=20Ω-6Ω=14Ω.
信息阅读题是一种考察学生综合能力的题型,包括捕捉信息、处理信息的能力,综合应用能力、自主学习能力、物理思维能力和创新意识.此类题目能够帮助学生实现从模仿到创造的思维过程,从无知到有知,从掌握到应用的过程.
阅读信息题的材料往往是通过一些重点、热点问题,以文字、表格、图像等形式,要求学生根据题目的内容,解读其中隐含的信息,并且根据学过的物理知识,和通过文章的信息新学的知识,来解决题中所要求解决的问题.
解题方法大致分为以下几个步骤:
(1) 获取信息.信息包含明显的和隐含的,需要认真阅读,仔细分析.一些简单的问题可以直接从信息中找到答案.
(2) 处理信息.认真阅读题目中提出的问题,明确题意需要解决的是什么问题,根据获取的信息再联系已知和未知,用比较、判断、推理、分析和综合等方法,挖掘隐含的知识,呈现知识原形,在已知和未知间建立起一定的联系.
(3) 解答问题.通过整理、分析、提取、加工等手段来解决问题.
例1 力传感器在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器.
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示.弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片.若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩.力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感.给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响.
(1) 这种力传感器是将力的大小转换为(电流/电压)的装置.
(2) 外力F增大时,下列说法正确的是.
A. 上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B. 上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C. 上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D. 上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小
(3) 传感器输出的电压U随外力F增大而.
(4) 进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而的电阻.
(5) 如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天(大/小).
答案 (1) 电压(2) D (3) 增大 (4) 减小 减小(5)小
解析 (1) 传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置.
(2) 外力F增大时,上应变片被拉伸,金属电阻丝长度变大,电阻变大,下应变片被压缩,金属电阻丝长度变短,电阻变小.故选D.
(3) 压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大,所以传感器输出的电压U随外力F增大而增大.
(4) 未进行温度补偿时,金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大,所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻.
(5) 冬天比夏天电阻增加的小,所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小.
例2 我国《道路交通安全法》规定:严禁酒后驾车!参照《车辆驾驶人员呼气酒精含量阈值与检验标准(GB19522)》,呼气中酒精浓度大于等于0.09mg/L就属于酒后驾驶.由此,茅山中学综合实践活动小组的同学就“呼气中酒精浓度是否超标”展开探究活动,小组同学通过资料查询,知道氧化锡具有气敏特性,当周围气体中酒精浓度增加,其电阻值就降低.他们到电子器材商店购得某型号氧化锡检测电阻Rx,其阻值与周围气体中酒精浓度的关系图像如图所示.同学们按两种方法分别展开实验探究,请选择其中一种方法并完成电路设计.(两种方法都做,以第一种为准)
分析
方法一:
提供了电压表,很显然是用电压表测量电压.查图像可得,当酒精浓度等于0.09mg/L时,氧化锡检测电阻Rx的阻值为6Ω.用电压表测电压又有两种设计,一种情况是用电压表测Rx的电压,另一种情况是用电压表测R0的电压,两种是不是都可行呢?分析如下:
(1) 电压表测Rx的电压,如图1所示
当Rx的电压为1.5V时,R的电压为(6-1.5)=4.5V,由分压原理可得Rx/R0=1.5/4.5=1/3,求得R0=3Rx=18Ω.但是由图像可以看出,当呼气中酒精浓度很低时,Rx的值大于20Ω,而R0=18Ω,此时Rx的电压就会超过3V,超过了电压表的量程.所以这种方法不妥.
(2) 电压表测R0的电压,如图2所示
当R0的电压为1.5V时,Rx的电压为(6-1.5)=4.5V,由分压原理可得R0/Rx=1.5/4.5=1/3,求得R0=Rx/3=2Ω.采用这种接法,当呼气中酒精浓度很低时,也就是Rx的值大于20Ω,R0的电压很小,不会超出电压表的量程.
方法二:
提供了电流表,就是要测电流.一种考虑是并联电路,另一种考虑是串联电路.
(1) 并联电路,如图3和图4所示
通过R0的电流始终不变,Rx的变化会导致Rx所在支路或者干路的电流发生变化,因此电流表要接在Rx所在的支路或者干路中.而当酒精浓度等于0.09mg/L时,Rx=6Ω,求得Rx所在支路的电流Ix=6V/6Ω=1A,已经超出了电流表的量程.干路更是大于
1A,所以此法不对.
(2) 串联电路,如图5所示
电流表读数等于0.3A时(酒后驾车时的电流),电路的总电阻为R总=6V/0.3A=20Ω,此时Rx=6Ω,求得R0=20Ω-6Ω=14Ω.