2019.10 學(xué)科教學(xué) 電腦樂園 73 初中物理核心素養(yǎng)下電計(jì)算題教學(xué)研究 李秀霞 福建省泉州市南安市六南中學(xué) 摘要：近年來，初中物理考試中增加了很多考查學(xué)生綜合能力的題型，中考對(duì)一些題型的要求也越來越高，大多考驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力，特別是題型在生活、生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用也得到了提高，甚至涉及到科技前沿。因此，初中物理中STS題型的比重越來越大，對(duì)學(xué)生的考查也越來越廣、越來越深，這就要求教師的知識(shí)面要廣，不能局限于課本知識(shí)。 本文就物理教學(xué)中電部分與大家進(jìn)行探討。 關(guān)鍵詞：電能；熱能；效率；節(jié)能環(huán)保 引言：近年來，STS題型逐漸成為初中考試的一個(gè)發(fā)展方向，這類題型的交叉性也很強(qiáng)。 有時(shí)需要運(yùn)用物理知識(shí)、數(shù)學(xué)知識(shí)、化學(xué)知識(shí)等進(jìn)行分析研究；這類題型有時(shí)問題性強(qiáng)，需要學(xué)生自己觀察研究，結(jié)合問題實(shí)際去解決問題；這類題型有時(shí)是開放的，它的答案不唯一，靈活性很強(qiáng)，使學(xué)生找不到題目的規(guī)律。針對(duì)近年來中考電氣工程專業(yè)出現(xiàn)的STS考試題型，本文稍作講解，希望能夠幫助學(xué)生更好的掌握這類題型。1、電能與效率問題在教學(xué)中，由于電能的實(shí)際應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)成為物理教材的重點(diǎn)內(nèi)容之一。
學(xué)生對(duì)于抽象的問題理解起來比較困難，對(duì)很多電學(xué)公式的來龍去脈很容易感到困惑。這就要求教師對(duì)電學(xué)的內(nèi)容及其內(nèi)部聯(lián)系非常熟悉，這樣才能把復(fù)雜的知識(shí)有條不紊地傳授給學(xué)生物理資源網(wǎng)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用知識(shí)。例如：建筑工程中經(jīng)常使用的“塔吊”設(shè)備，由電動(dòng)機(jī)和機(jī)械部分兩部分組成。設(shè)電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V，額定功率為38KW，線圈電阻為0.5Ω。在一次運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)正常工作25s，將質(zhì)量為3t的物體吊起22m（g取為10N/kg）。這道題主要考查學(xué)生對(duì)電功、機(jī)械效率等一些基本概念的理解。學(xué)生可以用簡單的步驟來計(jì)算這道題。如果試卷需要計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，可以用相應(yīng)的熱量公式，即焦耳定律進(jìn)行計(jì)算。 如果再進(jìn)一步問一個(gè)問題，即電機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行時(shí)，機(jī)械部分的機(jī)械效率是多少，這就需要老師進(jìn)行更深入的分析，利用已知條件，計(jì)算出電機(jī)所消耗的電能和產(chǎn)生的熱量。利用公式W=Gh，我們可以求出物體克服重力所作的功，求出電機(jī)所作的有用功。這道題中的線圈電流和電機(jī)輸出的總熱量，就是電機(jī)本身所消耗的電能。 所以此題可粗略解如下：P=38kW=3.8×104W，工作時(shí)間t=25s，電機(jī)所消耗的電能為：W=Pt＝3.8×104W×25s＝9.5×105J線圈產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(100A)2×0.5Ω×25s=1.25×105J線圈電流產(chǎn)生的熱量也就是“塔吊”本身所消耗的電能為W1=Q=1.25×105J所以“塔吊”的電能總和轉(zhuǎn)換成機(jī)械能也就是機(jī)械部分所做功的總和為：=WW1=9.5×105J-1.25×105J=8.25×=Gh=mgh=3×103 kg×10N/kg×22m=6.6×105J可以看出，這道題考查的內(nèi)容與生活密切相關(guān)。
因此，教師在日常講課中要講清楚電能的消耗和熱量的產(chǎn)生，在訓(xùn)練時(shí)也要注重講解這方面的知識(shí)點(diǎn)及其應(yīng)用，并且要有條理、有邏輯地把公式教給學(xué)生，這樣學(xué)生既能死記硬背，又能靈活運(yùn)用，能夠游刃有余地解決這類問題。 2、電功與熱的計(jì)算 生活中，很多電器的應(yīng)用都離不開電功的知識(shí)，家用電器在生活中的應(yīng)用也離不開這些知識(shí)。 例如：全自動(dòng)飲水機(jī)的一些問題。額定頻率50HZ，環(huán)境溫度10℃～38℃，加熱功率550W，額定電壓220V，熱水產(chǎn)水量≥90℃5L/h。 （1）飲水機(jī)在加熱狀態(tài)正常工作時(shí)，電路中的電流是多少？ （2）飲水機(jī)正常工作時(shí)，6分鐘內(nèi)將熱水箱中0.6Kg 20℃的水加熱到95℃。 計(jì)算熱水箱中水吸收的熱量，以及飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下的效率。這類題型，應(yīng)先求出飲水機(jī)的U值和P值，然后用I=P/U求I。利用吸熱公式Q=cm△t計(jì)算水吸收的熱量，再用W=Pt求飲水機(jī)所作的功。利用效率公式求飲水機(jī)的效率。教師應(yīng)向?qū)W生講解問題的重點(diǎn)，根據(jù)電功和熱量公式，分別進(jìn)行綜合計(jì)算。但在解題過程中，要求學(xué)生注意單位和粗心計(jì)算。學(xué)生在計(jì)算時(shí)，往往一開始就算對(duì)了，但中間或最后一步容易出錯(cuò)。
在教學(xué)過程中，教師還應(yīng)該細(xì)心地教學(xué)生最簡單的計(jì)算方法，并給學(xué)生留一些相關(guān)的同步作業(yè)，讓學(xué)生多練習(xí)、鞏固，這樣學(xué)生才能學(xué)好這一類重點(diǎn)題，掌握這一類題型的技巧。3、電能與新能源及節(jié)能環(huán)保的結(jié)合目前，節(jié)能減排是世界性的大問題，也是世界各國都需要解決的問題，教師在教學(xué)過程中要注意學(xué)生環(huán)保觀念的培養(yǎng)，在環(huán)保的過程中，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)際的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)是否環(huán)保，找到相對(duì)更好的解決方案。比如，在城市的一些街道上，路燈一般都采用新型的LED節(jié)能燈，它能把電能直接轉(zhuǎn)化為光能，而白熾燈的使用會(huì)損失掉電能中的大部分內(nèi)能，因?yàn)榘谉霟粼谑褂玫臅r(shí)候，大部分的電能都轉(zhuǎn)化成了熱能。 LED燈發(fā)光時(shí)，直接將電能轉(zhuǎn)換成光能，沒有內(nèi)部能量損失初中物理電動(dòng)機(jī)計(jì)算題，所以LED燈相對(duì)于白熾燈來說非常節(jié)能。適合很多家庭。基于這個(gè)現(xiàn)象，讓學(xué)生預(yù)算內(nèi)部能量的消耗。將LED燈與白熾燈進(jìn)行比較，最后計(jì)算出哪一種燈更節(jié)能環(huán)保，適合大多數(shù)家庭使用。學(xué)生真正把學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，從而保證家中的電器使用合理，真正做到環(huán)保。結(jié)論：近年來，STS.綜合計(jì)算涉及的內(nèi)容非常廣泛。
因此，現(xiàn)在教育部門針對(duì)這一特點(diǎn)特別注重試題與生活實(shí)際的結(jié)合，教師在日常教學(xué)中要高度重視這一應(yīng)用題型，教育部門也定期進(jìn)行教師知識(shí)檢查和專業(yè)培訓(xùn)，確保教師有寬廣的知識(shí)基礎(chǔ)，才能把抽象的知識(shí)講得透徹、細(xì)致、通俗易懂，真正做到教與解。由于這類題型比較現(xiàn)實(shí)初中物理電動(dòng)機(jī)計(jì)算題，在實(shí)際生活中應(yīng)用較多，教師在教學(xué)過程中要結(jié)合實(shí)際例子進(jìn)行講解，讓學(xué)生更好地理解這一概念及其在實(shí)際生活中的應(yīng)用，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和教師的教學(xué)質(zhì)量。參考文獻(xiàn)：[1]王志興.初中物理電學(xué)STS綜合計(jì)算題教學(xué)研究[J].學(xué)術(shù)周刊，2016(32):184-185。[2]張北春.初中物理綜合計(jì)算題教學(xué)淺談[J]. 江蘇教育，1989(04):31.