物理试题中的有关“间歇性”问题

刘义银

(江苏省泰州市兴化市临城中心校 225700)

间歇就是动作、变化等隔一定时间就停息一会儿，一般指人或问题的和电器工作时的间歇，在今年的期末试题中八年级出现了运动间歇性问题，九年级出现了电功间歇性问题，学生的错误率都是相当的高，下面结合两道试题分析一下相关问题如何突破.

例1 随着中国铁路的发展.高铁时代已经来临.下表为G1204次高铁列车从南京到北京的运行时刻表.

站名南京徐州济南北京到站时间10:3111:4313:16发车时间9:1610:3311:46路程/km03306101024

根据列车运行时刻表回答下列问题.

(1)G1204次高铁列车由南京到北京的平均速度是多少km/h.

(2)列车从南京到徐州和从徐州到济南，哪一个路段运行得较快？

分析在第一问题中高铁由南京到北京的平均速度，根据原理v=s/t可知必须知道南京到北京的总路程(s=1024km-0km=1024km)和南京到北京的总运动时间(t=13∶16-9∶16=4h)

解(1)v=s/t=1024km÷4h=256km/h

答：G1204次高铁列车由南京到北京的平均速度是256km/h.

问题：有部分较好的学生在计算时将在徐州休息的时间2min和在济南休息的时间3min减去，即运动的总时间为3h55min，可以借助对应量的理解和龟兔赛跑的故事帮助学生理清中途的休息时间也算整个过程中的运动时间.

(2)v南京—徐州=s南—徐/t南—徐=330km÷(10:31-9:16)=330km÷1.25h=264km/h

v徐州—济南=s徐—济/t徐—济南=(610km-330km)÷(11:43-10:33)=280km÷(7/6)h=240km/h

v南京—徐州>v徐州—济南

答：列车从南京到徐州和从徐州到济南，南京到徐州路段运行得较快.

问题：有部分学生在计算南京到徐州段的速度时，在时间的采集上误将两段的出发时间差理解为该段的运动时间，增加了计算的难度，最后还是徒劳，可借助于常规的比赛帮助学生理解到站后的其他时间不属于该段的运动时间.

例2 如图所示，为某型号电饮水机的铭牌及简化后的电路原理图，其中S为手动开关，S1为温控开关，R1为加热器中的电阻丝，R2为待机时指示灯所在支路上的保护电阻(电路中忽略了指示灯及其电阻).通过测试得知，在待机时间最长的季节，待机22min后加热2min，然后再待机、加热，如此循环.求：(1)待机最长是在____季(选填“夏”或“冬”)，待机时通过R2的最大电流； (2)电阻R1的阻值；(3)饮水机制热2min电阻R1放出的热量.

分析(1)待机时该饮水机加热完毕，处于保温状态，但这时电热丝对水保温加热没有水放出的热多，所以水温在慢慢下降，夏天气温较高，于热水的温差小，水的热散失较慢，所以待机时间最长.

待机时只有R2工作，而24h待机消耗的电量≤0.66kW·h，要计算通过R2的最大电流，则R2待机24h消耗的电量也最大，即等于0.66kW·h.在24h内，该饮水机每待机22min后加热2min，每24min有22min处于待机状态,所以一天待机的总时间是t待=[22min÷(22min+2min)]×24h=22h.

解方法1：I2=w/ut=(0.66×3.6×106J)÷(220V×22×3600s)≈0.14A；

方法2：P2=W/t=0.66kW·h÷22h=0.03kw=30w

I2=P2/u=30w÷220V≈0.14A；

(2)当S、S1都闭合时，饮水机制热，水吸收的热量大于放出的热量，即为制热，R1、R2并联额定制热功率为330w，R2的最大功率为30w，则R1的电功率为(330w-30w)=300w，所以，R1=U2/P=(220V)2÷(330w-30w)≈161Ω.也可先计算电流再计算电阻.

(3)Q1=P制热t1=300w×2×60s=3.6×104J

答：(1)待机最长是在夏季，待机时通过R2的最大电流约为0.14A；(2)电阻R1的阻值是161Ω；(3)饮水机制热2min电阻R1放出的热量是3.6×104J.

洗衣机和空调在工作时也存在间歇性的特点，同学们在遇到问题的时候要分析好这样的用电器“工作”和“休息”的时间段，抓住相对应的物理量，做到心中有数，有的放矢，就会以不变应万变，使自己更好地解决间歇性及其他相关的问题，使自己更上一层楼.