也談物理題的設(shè)計(jì)應(yīng)尊重客觀實(shí)際

《物理教師》2008年第一期刊載了丁衛(wèi)東老師的《物理題的設(shè)計(jì)應(yīng)尊重客觀實(shí)際》一文，在此筆者也想談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)。丁老師的文章談到人民教育出版社出版的新課標(biāo)教材《物理》選修3-1的第57頁有如下這樣一道習(xí)題：

電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：

圖1一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)；另一種是水燒干后的保溫狀態(tài)。圖1是電飯鍋的電路圖，R1是一電阻，R2是加熱用的電阻絲。

（1）自動開關(guān)S接通和斷開時(shí)，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)？說明理由。

（2）要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率是加熱時(shí)的一半，R1/R2應(yīng)當(dāng)多大？

丁老師通過解析得知，當(dāng)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，R1/R2=2-1。而且指出“當(dāng)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)，是R1、R2兩個(gè)電阻串聯(lián)后接在電源上，兩個(gè)電阻的發(fā)熱功率與它們的電阻值成正比，R1、R2的發(fā)熱功率之比也為2-1。日常生活中實(shí)際使用的電飯鍋的額定功率一般都在750W左右，有的額定功率更大。當(dāng)R2消耗為原功率的一半時(shí)，R2消耗的功率是375W，此時(shí)，R1消耗的功率應(yīng)為（2-1）×375W=155.3W”。

原文中說消耗功率（額定功率）是電阻器的一個(gè)極為重要的技術(shù)參數(shù)。一般電阻的額定功率僅為幾分之一瓦到幾瓦，功率為150多瓦的電阻，在常用電器中是不多見的。況且，這150W的功率是白白浪費(fèi)掉的，絲毫沒有得到利用，所以設(shè)計(jì)這個(gè)電路來保證電飯鍋達(dá)到保溫的效果是不現(xiàn)實(shí)的，同時(shí)也是不經(jīng)濟(jì)的。

其實(shí)，在現(xiàn)實(shí)中用這個(gè)電路來保證電飯鍋達(dá)到保溫效果的確實(shí)有。如萬家樂CFXB25-1/CFXB40-1自動保溫電飯鍋，其電路如圖2。保溫板不是一般的電阻器，它像電熨斗的發(fā)熱板一樣，但它可以看成是一個(gè)電阻。它安裝在電飯鍋電熱盤的底部，發(fā)出的熱也能起到一定的保溫作用，也不是不經(jīng)濟(jì)。那么問題出在哪呢？我認(rèn)為題設(shè)是不符合實(shí)際的。處于保溫狀態(tài)時(shí)電飯鍋的功率哪里需要加熱時(shí)的一半？而且這種保溫電路在保溫時(shí)是一直工作的，而不是間歇加熱。

圖2萬家樂CFXB25-1/CFXB40-1自動保溫電飯鍋

實(shí)際生活中有一種多功能的電飯鍋，它有煮飯和湯粥的功能，如威鋒CFXB30A-50自動西施電飯鍋。其電路如圖3。

圖3威鋒CFXB30A-50自動西施電飯鍋

煮湯粥的時(shí)候，通過功能選擇開關(guān)在電路中串聯(lián)了一個(gè)二極管，把220伏的電壓降為100伏左右，此時(shí)的功率是煮飯時(shí)功率的1/4左右，由此可見，功率為“加熱時(shí)的一半”完全可以把飯煮熟，只是所需時(shí)間要長一些。如果飯煮熟后，用這個(gè)功率來保溫，那豈不把飯燒焦，甚至電飯鍋也保不住，也存在用電方面的安全隱患。

那么，保溫狀態(tài)的功率究竟是多少呢？按圖1電路設(shè)計(jì)的電飯鍋R1一般為1kΩ左右，如萬家樂CFXB25-1/CFXB40-1自動保溫電飯鍋，保溫板所標(biāo)的額定功率是32W，工作電壓為220V，則其電阻為R1=U2P=220232=1513（Ω），

而一個(gè)750W的電飯鍋，其發(fā)熱盤的電阻

R2=U2P=2202750=65（Ω），

所以保溫時(shí)I=UR=2201578=0.14（A），

P1=I2R1=0.142×1513=30（W），

P2=I2R2=0.142×65=1.3（W）。

可見功率很小，只有幾瓦。其實(shí)保溫時(shí)只要產(chǎn)生的熱等于散出的熱就可以了。當(dāng)然保溫板R1發(fā)出的熱也起到一定的保溫作用。所以原題中第二問是不合實(shí)際的，與設(shè)計(jì)者體現(xiàn)“理論聯(lián)系實(shí)際”的思想背道而馳，而且會誤導(dǎo)學(xué)生。所以我認(rèn)為在編制這道題時(shí)要切合實(shí)際，在解答這道題時(shí)要善于啟發(fā)，運(yùn)用探究法進(jìn)行教學(xué)。

如果在講解這個(gè)習(xí)題時(shí)或做完這個(gè)習(xí)題之后能引導(dǎo)學(xué)生一起探究這個(gè)問題，那就能收到很好的教學(xué)效果。為了引導(dǎo)學(xué)生去探究這個(gè)問題，可在本習(xí)題的第二問中加上一句：“日常生活中實(shí)際使用的電飯鍋R1、R2大概是多少？”通過探究這個(gè)問題，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲以及物理學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持真理、勇于實(shí)踐、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

總之，在編制和講解一些應(yīng)用型習(xí)題時(shí)，一定要結(jié)合實(shí)際、符合實(shí)際，讓學(xué)生體會物理與自然、物理與生活的緊密聯(lián)系。

（責(zé)任編輯易志毅）