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

admin2018-06-30 32

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-I²r=2V×1A-(1A)²×0．5Ω=1．5 W。
被卡住时发热功率P_热=P_损=I²r=(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=I²r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I²r=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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