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近年来,改错型计算题在各地物理中考试题中频频出现,这类试题不仅培养了学生分析问题、解决问题的能力,还培养了学生发现问题的能力.本文从近年的中考中选取了一些试题,供大家赏析,希望有所启迪.
一、忽视条件变化对物理量的影响引起的错误
例1工人利用如图1所示的滑轮组将重400 N的物体向上匀速提起2 m,所用拉力为250 N,滑轮组的机械效率是多少? 若用此滑轮组将重900 N的物体竖直向上匀速提升2 m,拉力在这一过程中所做的功是多少?(不计绳重和摩擦的力)
小明的解题过程是:
解:W有=Gh=400 N×2 m=800 J
W总=FS=250 N×2 m×2=1000 J
η= W有/W总=800 J/1000 J=0.8=80%
W有[KG-*2]′=G·h=900 N×2 m=1800 J
W总[KG-*2]′= W有[KG-*2]′/η=1800 J/80%=2250 J
答:滑轮组的机械效率是80%,拉力在这一过程中所做的功是2250 J.
上述解答是否有错误?如有错误,指出错误的原因,并对错误加以订正.
解析:本题忽视了机械效率与物重的关系,在其他条件一定时,物重越重,机械效率越大,而小明在解题过程中认为机械效率是一个定值,导致错误,这也是平时作业中学生经常遇到的问题.正确的解法为:
G动=2F-G物=2×250 N-400 N=100 N,
F′ =(G物[KG-*2]′+G动)/2=(900 N+100 N)/2=500 N,
W总[KG-*2]′=F′·S=500 N×2 m×2=2000 J.
二、忽视图象条件引起的错误
例2小华同学查阅课外资料时,获得一幅“220 V,40 W”白炽灯泡电流和电压的关系图象,如图2所示.从图象上能推知,白炽灯泡在不同电压下的实际电阻值.小华想:若将两只相同的这种灯泡串联在220 V的电源上,两只灯泡实际消耗的总电功率会是多少呢?小华与小明同学交流了这一想法.
[TP<4W32
.tif>,BP#][TS(][HT5”SS][JZ]图2
[TS)]
小明给出以下解答:
一只灯泡的电阻R=U2额P额
=220 V×220 V40 W=1210 Ω
两只灯泡串联接在220 V的电源上,消耗的总电功率为:
P总=U22R
=220 V×220 V
2×1210 Ω
=20 W
你认为小明同学的解答是否正确?若不正确,请你说明不正确的原因,并给出正确的解答.
分析与解答:小明解题时忽视了灯泡的电流与电压的关系图象,作出灯泡的电阻是一个的判断,而从图象中可以发现灯泡的电阻随温度的变化而变化,导致解题错误.答案为:
小明同学的解答不正确,
灯泡的电阻是随温度的变化而变化的,
每只灯泡两端的实际电压是110 V
由图象分析可知,
110 V电压下工作,通过灯泡的实际电流为0.155 A (0.153~0.158 A)
,每只灯泡的实际功率P=UI=110×0.155 A = 17.05 W (16.8 W-17.4 W),
P总=2P=2×17.05 W = 34.1 W (33.6 W-34.8 W)
三、张冠李戴引起的错误
例3如图3所示,“6 V,3 W”的小灯泡L与额定功率为10 W的电阻器R串联,电源电压大小为10 V,且保持不变,闭合电键S后,电流表、电压表示数分别为0.2 A和2.4 V,不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化,求:(1)电阻器R的阻值.
(2)整个电路消耗的实际功率.
王刚同学的求解如下:
(1)根据欧姆定律,电阻器的电阻
R=UI =2.4 V0.2 A
=12 Ω.
(2)因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器,所以整个电路消耗的电功率:
P=3 W+10 W=13 W.请你指出王刚同学求解过程中存在的错误,并给出正确的解答来.
分析与解答:用欧姆定律时,电压U、电流I应针对同一导体R,在(1)问的解答中,王刚张冠李戴错把灯泡两端的电压当作电阻的电压,所以计算出的应是灯泡的电阻而非电阻器的阻值.(2)问中王刚同学计算实际功率时却使用了额定功率,当灯泡两端的电压为2.4 V时,灯泡消耗的功率小于额定功率,电阻器的实际功率与额定功率也不相同.
正解:(1)
UR=U-UL=10 V-2.4 V=7.6 V,
R=UI=7.6 Ω0.2 A=38 Ω
(2)整个电路消耗的实际功率为
P=UI=10 V×0.2 A=2 W
因此物理教学应把学生能力的培养放在重要位置.在物理教学中除了利用教学的每一环节提高学生的能力外,还可以有目的地给出学生在学习中出现的各种错误,让学生辨析“纠错”,这在培养学生的能力方面可以起到事半功倍的作用.
一、忽视条件变化对物理量的影响引起的错误
例1工人利用如图1所示的滑轮组将重400 N的物体向上匀速提起2 m,所用拉力为250 N,滑轮组的机械效率是多少? 若用此滑轮组将重900 N的物体竖直向上匀速提升2 m,拉力在这一过程中所做的功是多少?(不计绳重和摩擦的力)
小明的解题过程是:
解:W有=Gh=400 N×2 m=800 J
W总=FS=250 N×2 m×2=1000 J
η= W有/W总=800 J/1000 J=0.8=80%
W有[KG-*2]′=G·h=900 N×2 m=1800 J
W总[KG-*2]′= W有[KG-*2]′/η=1800 J/80%=2250 J
答:滑轮组的机械效率是80%,拉力在这一过程中所做的功是2250 J.
上述解答是否有错误?如有错误,指出错误的原因,并对错误加以订正.
解析:本题忽视了机械效率与物重的关系,在其他条件一定时,物重越重,机械效率越大,而小明在解题过程中认为机械效率是一个定值,导致错误,这也是平时作业中学生经常遇到的问题.正确的解法为:
G动=2F-G物=2×250 N-400 N=100 N,
F′ =(G物[KG-*2]′+G动)/2=(900 N+100 N)/2=500 N,
W总[KG-*2]′=F′·S=500 N×2 m×2=2000 J.
二、忽视图象条件引起的错误
例2小华同学查阅课外资料时,获得一幅“220 V,40 W”白炽灯泡电流和电压的关系图象,如图2所示.从图象上能推知,白炽灯泡在不同电压下的实际电阻值.小华想:若将两只相同的这种灯泡串联在220 V的电源上,两只灯泡实际消耗的总电功率会是多少呢?小华与小明同学交流了这一想法.
[TP<4W32
.tif>,BP#][TS(][HT5”SS][JZ]图2
[TS)]
小明给出以下解答:
一只灯泡的电阻R=U2额P额
=220 V×220 V40 W=1210 Ω
两只灯泡串联接在220 V的电源上,消耗的总电功率为:
P总=U22R
=220 V×220 V
2×1210 Ω
=20 W
你认为小明同学的解答是否正确?若不正确,请你说明不正确的原因,并给出正确的解答.
分析与解答:小明解题时忽视了灯泡的电流与电压的关系图象,作出灯泡的电阻是一个的判断,而从图象中可以发现灯泡的电阻随温度的变化而变化,导致解题错误.答案为:
小明同学的解答不正确,
灯泡的电阻是随温度的变化而变化的,
每只灯泡两端的实际电压是110 V
由图象分析可知,
110 V电压下工作,通过灯泡的实际电流为0.155 A (0.153~0.158 A)
,每只灯泡的实际功率P=UI=110×0.155 A = 17.05 W (16.8 W-17.4 W),
P总=2P=2×17.05 W = 34.1 W (33.6 W-34.8 W)
三、张冠李戴引起的错误
例3如图3所示,“6 V,3 W”的小灯泡L与额定功率为10 W的电阻器R串联,电源电压大小为10 V,且保持不变,闭合电键S后,电流表、电压表示数分别为0.2 A和2.4 V,不考虑电阻器和小灯泡电阻随温度的变化,求:(1)电阻器R的阻值.
(2)整个电路消耗的实际功率.
王刚同学的求解如下:
(1)根据欧姆定律,电阻器的电阻
R=UI =2.4 V0.2 A
=12 Ω.
(2)因为整个电路只有小灯泡L和电阻器R两个用电器,所以整个电路消耗的电功率:
P=3 W+10 W=13 W.请你指出王刚同学求解过程中存在的错误,并给出正确的解答来.
分析与解答:用欧姆定律时,电压U、电流I应针对同一导体R,在(1)问的解答中,王刚张冠李戴错把灯泡两端的电压当作电阻的电压,所以计算出的应是灯泡的电阻而非电阻器的阻值.(2)问中王刚同学计算实际功率时却使用了额定功率,当灯泡两端的电压为2.4 V时,灯泡消耗的功率小于额定功率,电阻器的实际功率与额定功率也不相同.
正解:(1)
UR=U-UL=10 V-2.4 V=7.6 V,
R=UI=7.6 Ω0.2 A=38 Ω
(2)整个电路消耗的实际功率为
P=UI=10 V×0.2 A=2 W
因此物理教学应把学生能力的培养放在重要位置.在物理教学中除了利用教学的每一环节提高学生的能力外,还可以有目的地给出学生在学习中出现的各种错误,让学生辨析“纠错”,这在培养学生的能力方面可以起到事半功倍的作用.