(威远县严陵镇城北初级中学 威远 642450)
初中基础物理教育课程的改革是国际化的趋势。随着世纪的进程,人类社会加快了由工业经济向知识经济迈进的步伐,人类生活的环境和生活质量越来越依赖于科学技术的发展及其应用。无论是个人还是社会的发展,都与全名与个人的科学素质密切相关。所以,提高全民素质,尤其是国民的科学素质已成为世界各国的重要战略。而提高全民的科学素质的重要任务就首先落到了基础教育的肩上。初中物理教学就是传授及完成基础教育使学生学会正确、完整、熟练的解题思维能力,而有的学生往往走进错误的思维模式。下面就几种易错的模式进行剖析。
一、概念混淆
例:在灯泡L1、L2上分别标有“220V、40W”和“220V、100W”字样,把它们串联接入220V的电源上,哪一个灯泡更亮?
错解:因为灯泡L1功率为40W而L2的功率为100W所以灯L2更亮些。
分析:灯泡的亮度决定于它的实际消耗功率。上述解题错在把实际功率与额定功率混为一谈。题目中的两灯两端的电压均小于它们的额定电压。因此它们的实际功率都不可能等于它们的额定功率。
正解:由P额=U?额/R可求的L1的灯丝电阻R1大于L2灯泡的电阻R2,由于串联接入220V的电路上,实际通过R1、R2的电流I相等,由P=IR可知,规格为“220V、40W”的灯泡L1实际功率P1大于“220V、100W”的L2灯泡的实际功率P2,故L1灯更亮些。
二、主观臆断
例:如图1电路,灯泡能正常发光,如果将电流表和电压表的位置对调,则会出现什么情况?
(1)电压表烧毁 (2)电压表烧坏
(3)电灯烧坏 (4)以上情况都不会发生
错解:(1)(2)(3)答案都正确。理由是:按要求,电流表应串联在电路中。而电压表应并联在电路中,如果两者对调,则必然导致两表和电灯烧坏。
分析:上述解答认为电流表和电压表的位置一旦放错便会导致两表和电灯烧坏是主观臆断,想当然的。当然,两表位置接错,就不能履行自己的职责,而且由于两表的内阻将使电路中的电器的正常工作状态受到影响或破坏,但是否一定会引起烧坏呢?这应做一番分析。
正解:因为电压表内阻很大,电流表的内阻很小。当电压表与电灯串联,电流表与电灯并联时,电路的总电流变得很小。因此通过电流表和电灯的电流是十分微弱的。而电压表两端的电压近似于电源电压,与原来的电灯并联时相差无几。在这种情况下,两表及电灯是不会烧的。只是电流表的度数变得很小,电灯也不会发光罢了。
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三、顾此失彼
例:利用电阻丝做一个电炉,如果想使电炉在一定时间内发出较多的热量。电阻丝应取长一些还是短一些?
错解:根据焦耳定律Q=I?Rt,通过导体发出的热量Q与电流强度的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比,而导体电阻又与其长度成正比。因此,为使电炉在一定时间内发出较多的热量,电阻丝应取长一些。
分析:上面的推断只意识到了电阻R对电流产生热量Q的影响,而忽视了电阻R的变化会同时引起电流I的变化。所谓电热Q与电阻R成正比这一关系只是在电路电流I保持不变的前提下才存在。当I随R而变化时,Q与R成正比这一关系无法存在。
正解:由焦耳定律和欧姆定律可知:Q= ?t,因为家庭照明电路提供的电压是一定的,它不因R的变化而变化。所以,Q= ?t能简单的反应出Q与R的变化关系,即Q与R成反比。由此可见,如果想要Q大一些,应使R小一些,考虑电阻大小与导体的长度成正比,故应使电阻丝长度取短一些。
四、以偏概全
例:将一根粗细均匀的阻值为1欧姆的电阻丝均匀拉长到原来的2倍,则它的电阻将变为:
(1)2欧姆 (2)4欧姆 0.5欧姆(4)1欧姆
错解:答案(1)正确。因为导体的电阻与长度成正比。所以,将电阻丝拉长到原来的2倍时,电阻也就增大到原来的2倍。所以电阻丝拉长后阻值变为2欧姆。
分析:上述答案的错误在于对问题看得不完整。对电阻的决定因素认识得不够全面。实际上,导体电阻决定因素是:(1)导体的长度;(2)导体的横截面积;(3)导体的材料。将一根电阻丝拉长时,不但它的长度会发生变化(增长),而且它的横截面积也会发生变化(减小)。上述解答中只看到了长度增大这一明显变化,却没有看到导体横截面积减小这一隐蔽变化,因此造成了错误。
正解:设电阻丝原来的长度为L,横截面积为S则当它的长度拉长到原来的2倍即2L时,其横截面积就会减小到原来的一半即 ,但从长度变化来看,拉长后的电阻是原来的2倍,但从横截面积来看,横截面积减小一半,其电阻也增大到原来的2倍。因此,当电阻丝拉长到原来的2倍后,电阻应增大到原来的4倍即4欧姆。可见正确答案是(2).
五、浅尝辄止
例:若把R?和R?分别与R=2欧姆的定值电阻串联后,接入电压相同的两个电源上,要使R?和R?的实际功率相等,则R?和R?的阻值应满足什么关系?
错解:由实际功率P=I?R及电流强度I= 可知,当两个电阻R?=R?时,两个电阻中的电流强度相等。两个电阻的实际功率也相等。
分析:显然,当R?=R?时,R?与R?的实际功率相等,但能不能说“只有当R?=R?时,才有R?与R?的实际功率相等”呢?答案是不是唯一的呢?题意是否控制已尽了呢?整个问题很值得深思。
正解:要使 R?与R?实际功率相等,只需满足两个的电压相等 ?R?= ?R?
即:(R?-R?)(R?R?-4)=0 故当R?=R?或 R?R?=4时,都有R?与R?的实际功率相等。
六、思维定式
例:通过一只220V 5A 的家用电能度,允许装220V 25W的电灯的盏数是:(1)22 (2)33 (3)44 (5)55
错解:电路中的总功率P总=220V×5A =1100W
每盏灯的功率是P灯=25W
故接入灯的盏数是n=P总/P灯=44盏
所以,答案应选(3)
分析:上述选择(3)的错误在于:单凭解题经验(一般遇到的是单项选择题,正确答案只有一个),不认真去分析题意,错把“电能表允许装的灯盏数”理解为“最多能装的电灯盏数”。
正解:事实上,“允许装的”是一个范围(0-44盏),“最多能装的”是上述范围的最大值44盏,两者的意义不同。因此,正确答案为(1)(2)和(3)
论文作者:滕维俊
论文发表刊物:《读写算(新课程论坛)》2016年第12期(上)
论文发表时间:2017/1/12
标签:电阻论文; 功率论文; 电灯论文; 电压表论文; 横截面论文; 电流表论文; 导体论文; 《读写算(新课程论坛)》2016年第12期(上)论文;