2014年全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ第25題的分析與啟示

翟璠

摘 要： 在高考理綜試題中，物理部分的最后一道計(jì)算題往往是一份卷中最難的一道題，這道題具有很高的區(qū)分度，是區(qū)分高水平學(xué)生和低水平學(xué)生的一道分水嶺。同時(shí)，這道題也有著指揮棒的作用，對(duì)今后教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)起著方向性的指示作用。2014年全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ第25題是怎樣體現(xiàn)這樣的作用呢？對(duì)高中物理教學(xué)有什么啟示呢？本文就此作探討。

關(guān)鍵詞： 壓軸題 物理思維 教學(xué)方法 解題方法

一年一度的高考在萬眾矚目中落下了帷幕，對(duì)于教育工作者而言，高考的結(jié)束只不過是下一個(gè)階段工作的開始，從今年的高考理綜物理試題來看，有許多方面值得認(rèn)真研究，對(duì)今后的教學(xué)有重要的啟示作用。其中第25題就是這樣的。現(xiàn)把原題和示意圖展示如下：

（2014年全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ第25題）半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r，質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長(zhǎng)線通過導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示，整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向向下，在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻（圖中未畫出），直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度為ω繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)體棒和導(dǎo)體的電阻均可忽略，重力加速度大小為g，求：

（1）通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小；

（2）外力的功率。

解析：這是理綜物理中的最后一道大題，是通常所說的“壓軸題”，該題以電磁感應(yīng)為背景，考查了學(xué)生的思維能力和分析處理新問題的能力，很好地體現(xiàn)了高考能力立意這一命題原則。

解：（1）①方向：方向的判定需要用到安培右手定則，根據(jù)題中所給條件可判斷AB棒中電流方向?yàn)閺腂到A，通過電阻R的電流方向?yàn)閺腃到D。這是比較基本的一個(gè)問題。多數(shù)學(xué)生可以很好地解答這個(gè)問題。

②設(shè)問通過電阻R的感應(yīng)電流的大小：關(guān)鍵是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算，多數(shù)學(xué)生會(huì)有一定的畏難情緒，一是導(dǎo)體棒不是平動(dòng)切割，二是平時(shí)教學(xué)中這種切割較少用到。這就需要學(xué)生從已有的知識(shí)中進(jìn)行遷移，形成能力解決該問題。

第一途徑，利用法拉第電磁感應(yīng)定律E=n，試圖解決△Φ，根據(jù)題中所給條件可知，B不變，計(jì)算變化的面積，設(shè)經(jīng)過t時(shí)間，轉(zhuǎn)過的圓心角為θ=ωt，

所變化的大扇形和小扇形面積分別面積為

第二途徑，由題可知從A到B速度均勻增加，可以考慮平均值的方法。A、B兩點(diǎn)的線速度為

平均值為

運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)推論可得：E=Br

由歐姆定律得：I=

聯(lián)立以上各式得：

電流大小為I=

點(diǎn)評(píng)：第二種方法其實(shí)就隱藏在高中物理教材中，細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們?cè)趯W(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)求平均速度就用到了上述方法。類似的還有功的計(jì)算，彈簧彈力的計(jì)算等，都有這種思維隱藏其中。

（2）外力信息缺失的情況下，從能量守恒可以判斷，外力的功率等于電阻的焦耳熱功率和摩擦力的熱功率之和。

電阻的焦耳熱功率P=

結(jié)合第一問中電流大小得電阻R的焦耳熱功率

解決摩擦力的熱功率是對(duì)不同能力的學(xué)生進(jìn)行區(qū)分的關(guān)鍵一環(huán)。應(yīng)該考慮到摩擦力做功與路程有關(guān)，導(dǎo)體棒受到時(shí)內(nèi)外軌的摩擦力作用，做功大綜上所述，我們看到的是2014年高考物理中的壓軸題一改過去在繁難的計(jì)算上考查學(xué)生的做法，取而代之的是思維的深度和靈活性的要求，更注重能力的考查，這給了眾多考生耳目一新的感覺。

從高考的指揮棒的作用來看，一是有助于解決過去沉陷題海戰(zhàn)術(shù)不能自拔的問題；二是有利于高中物理教學(xué)的“減負(fù)增能”。這不論對(duì)高中物理教學(xué)，還是對(duì)學(xué)生今后的成長(zhǎng)，還是高校選拔人才來說，都是有利的。三是從指導(dǎo)教學(xué)方面看，今后的物理教學(xué)更應(yīng)該注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，而不是擠時(shí)間、拼體力的題海消耗戰(zhàn)。