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关于一道电学中考试题解析过

时间:2015-09-24 20:09来源:未知 作者:admin 点击:
1问题的提出 在一些教辅资料,以及物理学科网站上经常见到2011年成都的这道中考试题:一台“220 V 1000 W”的电热水器,正常工作10 min消耗的电能是[CD#3]J;如果它的电源线比标准的细,
  1问题的提出
  在一些教辅资料,以及物理学科网站上经常见到2011年成都的这道中考试题:一台“220 V 1000 W”的电热水器,正常工作10 min消耗的电能是[CD#3]J;如果它的电源线比标准的细,则它的电阻比标准电源线的电阻大,产生的热量[CD#3]。
  资料上给出的解析过程如下:
  (1)正常工作10 min消耗的电能是
  W=Pt=1000 W×10×60 s=6×105 J;
  (2)因为电路中电流不变,当它的电源线比标准的细,则它的电阻较大,根据公式Q=I2Rt可知,相同的时间内产生的热量变多。
  故答案为:6×105;多。
  第一问的解析没有问题,但第二问的解析是否正确呢?
  若考虑电源线的电阻,则电源线电阻R与热水器电阻R0连接方式是串联的,如图1所示。显然,电路中电源电压为生活用电的电压220 V保持不变,那么,根据欧姆定律,当R增大时,电路中的电流应该是变小的,上述第二问的解析过程显然是错误的。那么,对于第二问该如何正确进行解析呢?
  [TP5CW92。TIF,BP#]
  2问题解析
  我们不妨先来分析图2的情况:若电源电压U保持不变,调节滑动变阻器R2的滑片从最左端移动到最右端,在这个过[HJ1。32mm]程中,滑动变阻器R2消耗的电功率P是如何变化的呢?
  下面我们就来进行一下推导。
  P[WB]=I2R2=([SX(]U[]R1+R2[SX)])2R2=[SX(]U2R2[](R1+R2)2[SX)]
  [DW]=[SX(]U2R2[](R1-R2)2+4R1R2[SX)]
  =[SX(]U2[][SX(](R1-R2)2[]R2[SX)]+4R1[SX)],
  因为[SX(](R1-R2)2[]R2[SX)]≥0。
  所以,只有当R1=R2时,P取最大值。也就是说,当滑动变阻器R2接入电路的电阻,跟定值电阻R1的阻值相等时,滑动变阻器R2消耗的电功率P最大。由此可知,滑动变阻器R2的滑片,从最左端移动到最右端,若R2>R1,则在这个过程中,随着滑动变阻器R2接入电路电阻的增大,R2消耗的电功率P是先增大,后减小。
  明确了这一点,对于考题中的第二问,就可以这样解析了:在图1中,把电源线的电阻R看作是一个滑动变阻器,若电源电压与热水器电阻R0保持不变,当电源线电阻R增大时(注意:R  3对教学的启示
  在物理教学中,我们不仅要重视对学生进行知识的传授,还要注重对学生进行科学方法的指导,注重对学生进行推理能力的培养。要让学生能够利用所学的物理知识和物理事实,对物理问题进行逻辑推理和论证,把正确的推理过程表达出来,从而得出正确的结论,做出正确的判断。 (责任编辑:admin)
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