賞析一道中考計(jì)算題

試題 （08江蘇淮安市26題）太陽(yáng)能被稱為21世紀(jì)能源。太陽(yáng)能汽車(chē)是利用太陽(yáng)能電池將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的一種新型汽車(chē)。如圖所示是一輛太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)車(chē)．車(chē)上的太陽(yáng)能電池板的有效面積S＝8m²。在晴朗的天氣里，太陽(yáng)光垂直照射到電池板每平方米面積上的輻射功率P＝1kW，電池板產(chǎn)生的電壓U＝120V，對(duì)車(chē)上的電動(dòng)機(jī)提供I＝10A的電流，請(qǐng)解答：

(1)太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少?

(2)若此輛車(chē)的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化機(jī)械能的效率為75％，汽車(chē)在水平路面上勻速行駛時(shí)，牽引力為120N，則汽車(chē)行駛的速度多大?

分析 （1）能的轉(zhuǎn)化效率，類似機(jī)械效率。欲知效率，必先得總能和有用能。由于是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能，因而總能是太陽(yáng)能，電能是有用能，時(shí)間相等。

因?yàn)閃電=UI t，W總=P總t =PS t，

所以η= W電/ W總= UIt/PSt=15%。

（2）電動(dòng)機(jī)工作是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因而電能是總能，轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能提供牽引力做功。

因?yàn)閃電=UI t，W機(jī)=Fs=Fvt， 

所以η′= W機(jī)/W電=Fv t / UI t=Fv/ UI。

解得v=η′UI/F=7.5m/s。

簡(jiǎn)評(píng) 筆者初讀該題，覺(jué)得很是平常。仔細(xì)分析該題，便愛(ài)不釋手，發(fā)現(xiàn)出題者的機(jī)智。粗略歸納，體現(xiàn)以下特點(diǎn)：

1、基礎(chǔ)性。從本題整體上看，這是一道力學(xué)和電學(xué)的綜合題，難度系數(shù)為中等。本題的立足點(diǎn)是四個(gè)基本公式，分別是電功、功、機(jī)械效率和速度公式。學(xué)生只要熟悉這幾個(gè)公式，一般就能答對(duì)。知識(shí)切入點(diǎn)低，數(shù)據(jù)運(yùn)算簡(jiǎn)單，避免中下游學(xué)生自我放棄。

2、靈活性。該題雖很基礎(chǔ)，也具有一定的靈活性。如對(duì)電功、太陽(yáng)能和路程的求解上，都需用到時(shí)間，而題目沒(méi)有給出時(shí)間，無(wú)法求出具體數(shù)據(jù)。只有利用題目隱含條件--時(shí)間相等，把上述物理量的表達(dá)式，代入效率公式，將時(shí)間約分得解。這可避免部分學(xué)生，通過(guò)考前幾天死記公式，就可拿到綜合題分?jǐn)?shù)的不正常現(xiàn)象。該題設(shè)置時(shí)間靈活，可輕易地將學(xué)習(xí)與不學(xué)習(xí)、活學(xué)與死學(xué)的學(xué)生區(qū)分開(kāi)來(lái)。

3、人文性。初中生的抽象思維還不太成熟，形象思維仍占重要的比例。圖中的太陽(yáng)能汽車(chē)，外形較為奇特，趣味性強(qiáng)，使學(xué)生感到親切、現(xiàn)實(shí)、輕松幽默，有助于緩解學(xué)生答題時(shí)的緊張情緒。因而圖文并茂的呈現(xiàn)方式符合學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，體現(xiàn)該題構(gòu)思者對(duì)學(xué)生的人文關(guān)懷。

4、應(yīng)用性。本題依托能量轉(zhuǎn)化知識(shí)，將太陽(yáng)能電池（電源）和電動(dòng)機(jī)（用電器）組成的電路用到太陽(yáng)能汽車(chē)上。充分體現(xiàn)了從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的新課程理念，把知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。用科學(xué)知識(shí)創(chuàng)造技術(shù)，讓技術(shù)為人類服務(wù)，改善人類的生活質(zhì)量。在此我們不難嗅出中考注重STS觀念的考查。

反思 1、知識(shí)原理教學(xué)勿挖深。本題電路原理就是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，知識(shí)僅是兩個(gè)部件（電源和用電器）能量轉(zhuǎn)換，非常簡(jiǎn)單。在授課中，教師不要隨意拓寬學(xué)生的知識(shí)面。如將電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的交流和直流類型進(jìn)行重點(diǎn)比較，甚至將高壓輸電用多相線進(jìn)行介紹，高中知識(shí)下放初中等作法都不可取。

2、試題訓(xùn)練，加強(qiáng)知識(shí)與生活、科技、社會(huì)中問(wèn)題的融合，少做純?cè)怼⒓冎R(shí)習(xí)題。這既是課標(biāo)的要求，改變高分低能現(xiàn)象；強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用，加強(qiáng)科學(xué)為生活、社會(huì)的服務(wù)，又可增強(qiáng)物理知識(shí)的趣味性、實(shí)用性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。用物理知識(shí)在解決生活、科技、社會(huì)問(wèn)題時(shí)，主要了解和思考其物理原理，不宜過(guò)多地追求繁難的技術(shù)細(xì)節(jié)，避免走入另一“死胡同”。