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案例: 下面为一道物理试题和某学生的解答过程。 题目:有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A:若把电动机接入2.0 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A。求电动机正常工作
案例: 下面为一道物理试题和某学生的解答过程。 题目:有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A:若把电动机接入2.0 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A。求电动机正常工作
admin
2018-06-30
30
问题
案例:
下面为一道物理试题和某学生的解答过程。
题目:有一个直流电动机,把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A:若把电动机接入2.0 V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A。求电动机正常工作时的输出功率是多少?如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多少?
解:电动机不转时可以计算出电动机的内阻,
有
电动机正常工作时,输出功率P
输
=P
总
-P
损
=P
总
-I
2
r=2V×1A-(1A)
2
×0.5Ω=1.5 W。
被卡住时发热功率P
热
=P
损
=I
2
r=(1A)
2
×0.5Ω=0.5 W。
问题:
(1)指出此道试题检测了学生所学哪些知识点。
(2)分析错误原因并给出正确解题过程。
(3)针对学生解题过程中存在问题,设计一个教学片段,帮助学生解决此类问题。
选项
答案
(1)知识点:纯电阻电路与非纯电阻电路的区别,以及电功率、热功率的计算。 (2)错误原因:电动机正常工作时,转子突然被卡住,相当于南非纯电阻电路变成了纯电阻电路,此时回路中的电流不再是1.0 A,故不能再用P
热
=P
损
=I
2
r来计算发热功率。 正确解答过程: 解:电动机不转时可以计算出电动机内阻。 有 [*] 电动机正常工作时,输出功率为P
输
=P
总
一P
损
=P
总
一I
2
r=2V×1 A一(1A)
2
×0.5Ω=1.5 W 被卡住时,只有内阻消耗电压,故发热功率为[*] (3)教学片段: 师:对于一个纯电阻电路而言,电功率和热功率是相等的,这是为什么? 生:因为只有电阻消耗电能。 师:那么,对于一个非纯电阻电路而言,电功率和热功率还相等吗? 生A:相等。 生B:不相等。 师:我听见有两种答案,看来大家还不是特别清楚。大家还记得什么是非纯电阻电路吗? 生:电路中不仅有内阻发热消耗电能,还要对外做功消耗电能。 师:没错,非纯电阻电路中,电能消耗由两部分组成,一部分是发热,还有一部分是对外做功。发热对应热功率,对外做功对应输出功率,电能消耗对应总功率。所以它们三者的关系是P
总
=P
输
+P
损
。如果,限制非纯电阻电路对外做功。此时谁会消耗电能呢?消耗多少? 生:只有内阻消耗电能,而且全部消耗。 师:非常正确,所以对于一个非纯电阻电路而言,如果对外做功,则电功率等于热功率;如果不对外做功。则电路相当于纯电阻电路,电功率等于热功率。
解析
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物理学科知识与教学能力题库教师资格分类
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物理学科知识与教学能力
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