如何解決初中物理中的“陷阱”題

陳 剛

(江都市三周中學 江蘇江都 225255)

“陷阱”型試題是近幾年來的熱門題型之一,分析各地中考試題,會發現有這樣一類試題,題干中暗藏“陷阱”,同學們稍不留神就中了圈套,導致錯誤;如果識別了這個“陷阱”,問題就會變得非常簡單.所謂“陷阱”,就是命題人利用學生知識結構中的含糊點、易錯點、盲點或學生思維中的薄弱環節,有意“挖坑布雷”,檢驗學生的識別能力.這類題目往往經過命題者深思熟慮的加工和改造,來考查考生的知識、技能和情感,有較廣泛的發散性和靈活性.因此,準確快速識別題目中的“陷阱”,無疑是同學們解題的一項重要能力.

“陷阱”型試題主要有以下幾種類型.

1 利用題目條件改變設置“陷阱”

要識別這種“陷阱”,要求同學們在讀題目時,注意分析題目前后條件是否發生變化,不同小題之間的條件是否發生變化.如果發生變化,可能就是“陷阱”,因為條件變化了,某些物理量可能發生變化,解題的思路和方法就要隨之改變,否則你就中了圈套.

【例1】工人利用圖1所示的滑輪組將重400N的物體向上勻速提起2 m,所用拉力為250 N,滑輪組的機械效率是多少?若用此滑輪組將重900 N的物體豎直向上勻速提升2m,拉力在這一過程中所做的功是多少?(不計摩擦和繩重)

圖1

剖析:本題第二個問題暗藏一個“陷阱”.由于滑輪組所提物重改變,機械效率就會發生變化,如果還用題目中給的原機械效率來求總功,那就掉入“陷阱”.

2 利用無用數據設置“陷阱”

同學們在解題時,發現有一個數據沒用上,就開始懷疑自己的解法,結果導致錯解.命題者就是利用同學們這種心理,利用無用數據設置“陷阱”,缺乏自信的同學就掉入“陷阱”.這種缺乏自信的根源在于對題目中相關的物理概念、規律理解不透徹,無法排除干擾.

【例2】將一個標有“36 V,40W”的燈泡接入某段電路時,測得通過它的電流是1 A,則,它的實際功率是_______.

錯解:由P=UI=36V×1 A=36W

剖析:“36 V 40W”的燈泡的額定電流說明此時燈沒有正常發光,所以燈兩端的電壓也就不是36 V,因此不能用36 V代入計算.

3 利用“負遷移”設置“陷阱”

某些“經驗”會引起學習過程中的“負遷移”,干擾學生對物理概念和規律的正確理解和掌握.要排除這種干擾,必須養成良好的思維品質,克服思維定勢,不能想當然得出結論.

【例3】CFXB型“220 V,1 100W”電飯煲有兩擋開關,如圖2所示,其中,2擋是高溫燒煮;1擋是悶飯、保溫.當接2擋時,電路的功率為1 100W;當接1擋時電路消耗的電功率為22W(虛線框內為電飯煲的簡易原理示意圖).求串聯電阻R的阻值和它在1擋時的功率.

圖2

錯解:因為

所以

當開關接在1擋時,由P=I2R可知

所以R消耗的功率為

剖析:在上述解題過程中將22W看成了發熱板R0消耗的電功率,注意題目中指出:“電路消耗的電功率為22W”,所以產生了“所用物理量不對應于同一用電器”這種常見的錯誤.

正解:當接1擋時,R0與R串聯;當接2擋時接入電路的電阻是R0,R被短路.在明確電路連接情況后,依題意,利用電功率的條件即可求解.

所以

接1擋時,因為

所以

故

4 利用“誤導”設置“陷阱”

此類題目的陷阱是命題者針對學生平常易出現的模糊或錯誤認識,進行偏軌誘導,以考查學生對所學知識理解的程度.解答這類題目,必須建立在對有關物理現象和概念準確深刻的理解及適當拓展的基礎上.

【例4】圖3中,電源電壓12 V不變,電阻R1=R2,若把一個“6 V,3W”的燈泡接到C、D之間,則燈泡的實際功率為

A.3W B.大于3W

C.小于3W D.無法判斷

圖3

錯解:由于C、D兩點之間的電壓為6 V,所以當“6 V 3W”的燈泡接到C、D 之間,則燈泡兩端的電壓正好等于其額定電壓,所以正常發光,它的實際功率等于額定功率為3W,選擇A.

剖析:在C、D之間接入一個用電器后,該用電器是與R2并聯,而并聯電路的總電阻小于其中任何一個電阻,即小于R2.由串聯分壓的知識可知,C、D兩點之間所得到的電壓將小于6 V.

正解:此時UCD小于6 V,所以燈泡的功率小于3W,選擇C.

5 利用隱含條件設置“陷阱”

題目中的已知條件和限定條件呈現方式多種多樣,有的用數據呈現,有的用文字呈現,有的用圖像、圖形呈現.解題時要認真審題,充分挖掘題目中的條件,特別是暗藏的條件.只有充分掌握了題目中的條件,才能做出正確的解答.

【例5】某物理興趣小組設計并制作了一臺恒溫箱.設計要求箱內安裝一根電熱絲,在采用220 V恒定電壓供電的情況下,電熱絲每秒向箱內提供1 000 J的熱量(設電能全部轉化為內能).恒溫箱組裝好后,經測量發現該電熱絲實際每秒供熱1 210 J(設電熱絲的電阻不隨溫度改變).問:

(1)電熱絲的阻值是多少?

(2)為了使電熱絲供熱達到設計要求,在不改變電熱絲阻值及電源電壓的條件下,應在箱外怎樣連接一個電阻元件?

(3)所連接的電阻元件的阻值是多少?

剖析:通過增加箱外的電阻來降低電路的電流,從而使箱內的電阻的功率降低,這個思路是正確的,但是1 000 J的熱量是箱內電阻產生的,而不是此時電路的總功率,因此用就犯了“物理量不對應”的錯誤.

正解:(1)設電熱絲的阻值為R0.

得

所以

(2)串聯一個電阻.

(3)設串聯電阻的阻值為R,若按設計要求向恒溫箱內每秒供熱1 000 J,則加在電熱絲R0的電壓應為U0.

所以此時串聯電阻R上的兩端電壓

則通過電路及電阻R的電流

所以

答:略.

綜合以上的分析,我們在解題時應注意以下幾點:

(1)要審題.審題是順利解題的先決條件,一方面要尋找題目的關鍵字、詞、句,對題目中的條件加以辨別和整理;另一方面要對問題進行適當的分解、整合,找出中心問題與關鍵問題.

(2)要分析.分析題目則常從問題、結論來分析條件,運用相關的物理知識溝通條件與問題,分析條件的作用,促使問題向條件轉化,從而運用已有的方法、策略解決問題.

(3)要反思.反思則是要做好解題后的歸納和總結,思考在解題中暴露出來的弱點,思考有無其他方式、方法,使知識真正被理解,成為便于提取、便于檢索的條件化知識,有助于運用知識,解決問題.

總之,解題思維程序的構建,為學生解題提供了一個可操作的思維模式,使審題、分析題目的思考方向變得有序,有利于溝通知識間的縱橫聯系,有利于把握解題關鍵,總結成功經驗,分析失敗原因,解決各種題目中多樣化“陷阱”,使我們的解題能力進一步提升.