高中數(shù)學(xué)熱理科動(dòng)態(tài)題目是熱理科題中的難點(diǎn),也是高考的重點(diǎn)。 本文結(jié)合小學(xué)相關(guān)的數(shù)學(xué)熱科學(xué)基本定理和一些典型題型,重點(diǎn)講解動(dòng)態(tài)熱科學(xué)題的答題技巧和方法。
1、物理熱及圖像記憶法的相關(guān)公式
高中數(shù)學(xué)和熱相關(guān)的公式和定律,其實(shí)表面上看比較具體,很難理解。 然而,由于電壓確實(shí)存在,其特性和存在方式可以與現(xiàn)實(shí)中許多易于理解的物體和現(xiàn)象進(jìn)行類比,因此相關(guān)定律和定理都與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合。 理解力和記憶力都會(huì)收到很好的療效。
1.歐姆定理
歐姆定律解釋了熱量中電壓、電流和電阻之間的關(guān)系,是最基本的熱量定理。
電壓×電阻=電流,即I×R=U; 可以從此公式導(dǎo)入其他變體。
您可以用水流演示電壓,用水壓解釋電流,并用現(xiàn)實(shí)生活中的物體解釋熱相關(guān)內(nèi)容。
2、電功率公式
電功公式是電功的估算方法。 當(dāng)電壓流過(guò)導(dǎo)線時(shí),就會(huì)產(chǎn)生熱量,并形成能量。 能量可以做功。 電功公式是估算電功率的做功能力的公式。
電壓×電流×電阻×?xí)r間=電功率,即I2Rt=P;
代入I=UR即可成為電功率公式的另一種表達(dá)方式。
3、電功率公式
電功率是描述電壓工作速度的公式。
電壓×電流×電阻=電功率,即P=I2R。
電功和電功率可以用電燈的光和熱來(lái)解釋。 電壓越大,燈就越亮,時(shí)間越長(zhǎng),燈散發(fā)的熱量就越多,這就是電壓做功的原理。
2.物理與熱學(xué)的解題方法
1.歐姆定理多項(xiàng)式問(wèn)題求解
熟悉歐姆定理。 只要你給出電路熱分析的未知量,且題目不涉及功率內(nèi)容,結(jié)合整個(gè)電路枚舉歐姆定理的基本多項(xiàng)式,就一定能得到答案。 定理多項(xiàng)式也可以從方程中看出來(lái)解決問(wèn)題。 靜態(tài)電路圖列出了歐姆定理的多項(xiàng)式,動(dòng)態(tài)電路圖根據(jù)變化的次數(shù)列出了相應(yīng)數(shù)量的歐姆定理多項(xiàng)式。
示例電路圖如圖1所示。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑塊在R2上兩點(diǎn)之間來(lái)回滑動(dòng)時(shí),電壓表的讀數(shù)范圍為2A~5A,讀數(shù)范圍為電流表為5V~8V。 Q 電源電流和內(nèi)阻R1的值是多少?
乍一看,這道題確實(shí)很難下手,可見這是一道動(dòng)態(tài)電路題。 隨著滑動(dòng)變阻器電阻的電路相關(guān)熱阻的變化,需要列出兩個(gè)歐姆定理多項(xiàng)式和方程。 問(wèn)題很容易解決。
根據(jù)題意求解歐姆定理的多項(xiàng)式。 首先,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為問(wèn)題意義上的最小時(shí),最大電壓為5A物理電學(xué)解題技巧,電流表上的最小讀數(shù)為5V。 此時(shí)滑動(dòng)變阻器的內(nèi)阻為5V÷5A=1Ω。
可以枚舉多項(xiàng)式:
U÷(R1+1)=5A(1)
同樣物理電學(xué)解題技巧,滑動(dòng)變阻器的最大電阻為8V÷2A=4Ω。
列出另一個(gè)歐姆定理多項(xiàng)式
U÷(R1+4)=2A(2)
用簡(jiǎn)單多項(xiàng)式方法求解多項(xiàng)式(1)和(2),很容易得到結(jié)果U=10V; R1=1Ω。
2. 等效電路解決方案包括功率動(dòng)態(tài)問(wèn)題
解決功率內(nèi)容豐富的動(dòng)態(tài)問(wèn)題一個(gè)很好的方法就是將其各種狀態(tài)分離出來(lái),簡(jiǎn)化為等效電路,對(duì)每個(gè)狀態(tài)分別進(jìn)行分析,然后綜合考慮和解決。
例如,如圖2所示,R2和R3的內(nèi)阻比為R2:R3=1:4。 最初,所有開關(guān)均處于關(guān)閉狀態(tài)。 同時(shí),S1和S2關(guān)閉,S3保持關(guān)閉。 電壓表示為0.3A,R2消耗功率P2; 關(guān)閉S1、S3、S2斷開后,R1功耗為0.4W,R3功耗為P3,P2:P3=9:4,求電源電流和R1阻值。
其實(shí)這道題表面上看起來(lái)動(dòng)態(tài)又復(fù)雜,把動(dòng)態(tài)電路的兩種狀態(tài)拆成靜態(tài)的簡(jiǎn)單電路,問(wèn)題就會(huì)簡(jiǎn)單明了,然后寫出歐姆定理和冪多項(xiàng)式,求解多項(xiàng)式。
閉合S2后,電路可簡(jiǎn)化如圖3所示,多項(xiàng)式可列出如下:
(R1+R2)×0.3=U(1)
R2×0.3×0.3=P2(2)
打開S2,關(guān)閉S3后,電路變成圖4。設(shè)此時(shí)的電壓為I3,結(jié)合等效關(guān)系R3=4R2,將R3替換為R2,則得到如下多項(xiàng)式
(R1+4R2)×I3=U(3)
R1×I3×I3=0.4(4)
4R2×I3×I3=49P2(5)
5個(gè)多項(xiàng)式,5個(gè)未知數(shù),這個(gè)問(wèn)題就可以解決。 由式(2)和式(5)可解出I3=0.1A,其他未知數(shù)可順利求得。 最終結(jié)果:U=36V,R1=80Ω。
三、總結(jié)
化學(xué)和熱的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題表面上很難,但實(shí)際分析起來(lái)卻很簡(jiǎn)單。 如果不涉及功率,則可以根據(jù)動(dòng)態(tài)變化的個(gè)數(shù)列出相應(yīng)的歐姆定理多項(xiàng)式的個(gè)數(shù)。 涉及功率的動(dòng)態(tài)問(wèn)題可以通過(guò)等效電路簡(jiǎn)化為多個(gè)靜態(tài)問(wèn)題。 問(wèn)題,然后對(duì)于每個(gè)靜態(tài)過(guò)程,分別寫出歐姆定理多項(xiàng)式和冪多項(xiàng)式。 化學(xué)題中多項(xiàng)式的求解過(guò)程很簡(jiǎn)單,只要列出方程即可,但解題過(guò)程是正確的。 對(duì)于化學(xué)熱問(wèn)題,在寫多項(xiàng)式的過(guò)程中,最重要的一點(diǎn)是確保使用問(wèn)題中給出的所有已知條件。 如果你發(fā)現(xiàn)問(wèn)題中的多項(xiàng)式不夠充分,無(wú)法解決問(wèn)題,那么很有可能是某個(gè)已知條件沒(méi)有被利用。 只要用這個(gè)已知條件 將其轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式相加即可求解。已知條件的檢測(cè)可以保證方程的正確性。 化學(xué)熱量問(wèn)題的多項(xiàng)式解是解決問(wèn)題的一種非常有效的方法。 只要班主任熱心、有誘惑力,中學(xué)生刻苦練習(xí)解決化學(xué)、熱學(xué)的動(dòng)態(tài)問(wèn)題就不是什么難事。