一道值得商榷的2012年高考試題

任才生

(江蘇省宜興第一中學 江蘇 宜興 214206)

2012年高考江蘇物理試題給人的總體感覺是立足基礎、熟中見新，側重對物理基礎知識理解和應用能力的測試，注重對綜合能力的考查．這份試題對以后的高中物理教學和2013屆的高三復習起到了較好的導向作用,但個別題目的命制值得商榷.

下面就江蘇物理試卷第13題談一點看法．不當之處，敬請指正．

(1)線圈切割磁感線時,感應電動勢的大小Em；

(2)線圈切割磁感線時,bc邊所受安培力的大小F；

(3)外接電阻上電流的有效值I.

圖1 交流發電機裝置模型

1 典型錯解

試題將交流電發電機模型、平動切割模型和輻向磁場模型糅合在一起，是傳統模型的變形．從表層看，考查學生的建模能力和遷移能力；從深層次看，考查了動生電動勢的產生機理．就試題本身而言，難度適中；從試題在整張卷子中所處位置看(本題是計算題的第1題)，命題者也期望學生能從該題獲得較多分數．但學生考完后，普遍反映該題難度很大，不知如何下手或無法確定自己的解答是否正確．從與他們的交流中，筆者發現學生在思維上主要存在三種典型錯誤：

(1)直接套用原始公式

學生在考試過程中，一看到該題的示意圖，第一反應是試題在考查交流電產生的模型，盡管已經意識到了輻向磁場的存在，但由于在腦海中不能形成清晰的框轉動切割情景，所以,就出現了直接套用e=Emsinωt公式處理的情況，把Em誤認為是e．

(2)直接用最大值求解

與做對該題的學生交流，發現有一部分學生僅是發現本題模型與平時所講模型在磁場上有區別，不能直接套用原來的公式，又因為切割過程中B⊥v，答案也不可能為零，萬般無奈下只能套用正余弦交流電的最大值公式Em=NBSω直接求解．

(3)認為題目有誤 不敢下手

有一部分學生在審完題后，感覺題目不可思議，認為試題所涉及的模型不會產生感應電動勢或電流，因為根據感應電流產生的條件“只要穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流”，由于試題中的導體框在轉動中磁通量始終為零，所以，不會有感應電動勢(或電流)．但又考慮到高考試題應該不會出現“三問均是零解”的情況，于是彷徨、不安的情緒油然而生．

2 錯因探究和試題評析

以上三種錯解，問題出在哪兒？筆者就這一問題展開探究．

2.1 都是輻向磁場惹的禍嗎

關于輻向磁場，在整個高中物理教材中著墨不多，僅在人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理·選修3-1》第98頁有所涉及，細細翻閱《江蘇省普通高中物理課程標準教學要求(修訂稿)》和《2012年江蘇省高考說明·物理科》(以下簡稱“兩綱”)，均沒有將“磁電式儀表或輻向磁場”作為教學要求或考點．命題者也意識到了這一問題，于是在試題中和示意圖上，明確給出了輻向磁場的方向和大小在空間上的分布特點，意圖將“輻向磁場”作為一種信息或情境，需要學生提煉、建立合適模型．在這一點上，試題是符合“兩綱”的．學生在考后也表示“注意到了輻向磁場的特點和試題中的模型與課本模型的不同”，但“磁通量始終為零”阻礙了思路，于是出現了亂套公式或不敢下手等情況．從上面分析知，以上三種錯解的根本原因是不能正確理解動生電動勢和感生電動勢的產生機理．“輻向磁場”不是“罪魁禍首”！

2.2 一些值得商榷的地方

(1)命題應符合“兩綱”和教學實際

關于動生電動勢和感生電動勢的機理，“兩綱”也沒有將其作為教學要求或考點單獨列出．盡管在人教版《物理·選修3-2》中關于該內容是單獨成節的，但大多數教師考慮到麥克斯韋理論在人教版《物理·選修3-4》中，學生不一定選學，故在實際教學和習題處理中，關于該內容往往會“輕處理”或避開．相信“兩綱”的編制者也有同感．但試題在該點上給學生造成思維障礙，實屬不妥，有偏離“兩綱”和教學實際之嫌．

(2)該題的選拔功能體現不夠

高考是一種選拔性考試，高考成績是高等學校錄取新生的依據.因此，高考試題必須具備良好的信度、效度和區分度.對于直接套用Em=NBSω公式解得正確答案的學生來說，他們很“會”考試．但他們與真正理解動生電動勢機理，能正確構建物理模型的學生在能力上還是有很大的差異．在這一點上，該試題的信度不好，選撥功能沒有能很好的體現，影響了效度．

(3)該題的導向性不明

“兩綱”是具有指導性的文件，對相應課程的內容、體系、范圍和教學要求都有明確的界定，同時也是衡量中學教學質量的唯一準尺．另一方面，高考試題對中學教學也具有一定的導向作用．當兩者相符時，有利于物理教學的開展和提高教學的針對性、有效性．當兩者不符時，教師和學生都會無所適從，給教學帶來盲目性．就本題而言，命題者只是想考查學生的建模能力，還是想進一步考查動生電動勢的機理，其導向性是不明確的，這樣，就會造成中學教師在處理兩類電動勢機理問題時出現舉棋不定的狀況．

(4)與教材模型不符

圖2

人教版《物理·選修3-2》第12頁在討論用右手定則判斷感應電流方向和在第16頁推導切割磁力線時采用的模型均如圖2所示，其目的應是將“動生電動勢(或電流)和感生電動勢(或電流)”統一到“感應電流產生的條件”下，從而降低知識的難度．這樣的處理可能也是考慮到教材的編排(麥克斯韋理論可以不選學)和學生的實際接受能力在兩類電動勢的機理上，不可能處理和理解到位．而本題所涉及的模型與教材上的模型是不符的，對學生而言，恐怕不是一個“類比法建模”就能處理好的，還是要涉及動生電動勢的本質，這樣就背離了“兩綱”和教材．