此题出自《高考状元的屠龙宝刀》,作者的分析和渐构法大同小异,不过,用渐构分析可以非常清晰的明确输入输出。
已知:一台直流电动机,标有“24W,36V” 字样,用多用 电表测得它的电阻为2欧姆。
问:当这个电动机满负荷运转的时侯,它的效率是多少?
首先,这道题的条件里面谈到了电功率“24W” 和电压 “36V”, 很容易就想到我们前面说过的公式:P=U×I 。 通过电 功率P 和电压U可以把电流I 求出来:I=P/U。
但光知道这么一个公式是不行的,因为题目不是问你电流是 多少,而是问你“当这个电动机满负荷运转的时候,它的效率是 多少?”
怎么样才能计算效率呢?电动机在运转的时候,除了通过自 身转动带动别的东西转动以外,电流本身也会产生一部分热量的 消耗,要想算出它的工作效率,就必须把这个损耗减去。
相信大家还记得我们上一章说的“关键词联想”的思维模式,这道题目的关键词是“电功率、电压、电阻、效率”,我们
的思维路径如下:

怎么求热的损耗呢?热的损耗和电功率、电压、电阻有什么 关系呢?
这个时候,我们就需要想到,P=U×I 这个公式是出现在八年级物理的“电功与电功率”这个部分里边的。这个部分的内容 还讲到,电做功有三种效应,一种是磁效应,第二种是化学效 应,第三种是热效应。
当你想到“热效应”的时候,就明白了,热损耗的公式要到 电能转化为热能的原理中去寻找,就能够想出解题需要的第二个
公式“Q=I²Rt”。
这个时候,我们的知识体系图就发挥作用了,这一步的思维 路径是沿着体系图走的,路线如下页图:
其中Q 就是热量,也就是我们要求的热损耗。I 是电流,R是 电 阻 ,t 是时间。由于我们求的是效率,时间的长短不用考虑, 电阻已经知道了:2欧姆。
我们将电阻R 代入第二个公式Q=IRt, 求出热量的损耗 率,然后再用额定功率减去热量损耗率,就求出了实际功率。 再求出实际功率占额定功率的百分比,电动机的工作效率就 求出来了。
知识的输入可以是另外一个知识的输出。
例如,
牛顿第二定律: 力的矢量合成:
**输入** :合力 和 质量 输入:分力大小,分力之间的夹角
**输出**:加速度 输出:合力大小和方向
映射关系:“公式” 映射关系:余弦定理和矢量加法规则
同理,用渐构的方法分析上面这道题
“知识1” “知识2”
输入:电功率,电压 输入:效率
输出:电流 输出:损失,利用率
映射关系:I=P/U 映射关系:”能量转换“(利用率 = 1 - 损失/输入效率)
“知识3”
输入:损失
输出:热能,电能
映射关系:能量转化与守恒定律中的焦耳热效应。
1.输入输出的形式是,输入概念A,输出概念B,从A到B的转换的形式可以是映射关系,映射关系可以是数学语言中的公式,也可以是自然语言所描述的特征。
2.重点不在于概念A和概念B,而在于概念A如何转换到概念B。
3.公式可以通过变换形式形成不同的推测任务,例如I=P/U,P=U✖I
这个过程需要建立知识图谱,即根据每一个关键词都能够识别其可能的输入或者输出。