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高考物理试题凝结了命题专家们的智慧与心血,因此研读高考试题成为我们每一位物理教师的必需,也只有研读高考试题才能使物理教学更具有针对性,更好地把握高考动向,更有利于学生思维能力的培养.本文透过 部分高考试题,反思教师在教学中应该关注哪些问题,采取哪些策略.
1注重变式,培养学生发散思维能力
例1(江苏)如图1所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好.t=0时,将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象(如图2所示)中正确的是
解析将开关S由1掷到2,被充完电后的电容器(电容器两极板的电压U0=E)开始放电,即q↓,U=q1C↓,回路中产生放电电流,导体棒在安培力作用下开始向右加速,即v↑,一旦加速,导体棒就会切割磁感线产生感应电动势(上端正、下端负),在整个回路中起到反串的作用,回路中的电流i=U-Blv1R开始减小,导体棒的加速度a=Bil1m开始减小,因此导体棒做加速度不断减小的加速运动.当导体棒的加速度a=0时,i=0,即导体棒产生的感应电动势Blvm与电容器两极板间的电势差Um相等,Um=Blvm,故只有D选项正确.因此四个图象(如图3所示)正确分别如下:
变式1电阻R替换导体棒,如图4所示,对应规律如图5所示.
变式2线圈L替换导体棒构成LC振荡电路如图6所示,对应规律如图7所示.
变式3电容器C替换导体棒如图8所示,两电容器电容C相等、当两电容器两极板所带电量与两极板电势差均相等时,达到稳定状态,所带电量为112CE,过程略,对应规律如图9所示.
变式4给导体棒一向右的初速度v0,不计导体棒电阻,如图10所示,对应规律如图11所示,过程略.
点评本高考题由人教版教材选修3-1第8节课后习题的“做一做”改编而成.关于电容器的充电和放电,以前只有通过导线或电阻放电,只考电流图象并从电流图象中通过数格子法求电量,而此题把电容器放电过程与导体棒在磁场中的运动过程联系起来,重点考查了电容器放电、电磁感应、安培力、加速度、速度等基本知识点,对学生的综合分析能力提出了较高的要求,很好地体现了新课程的理念“源于教材,高于教材”.
反思教学变式教学指从一道题目出发,通过改变题目的条件、问题或题目设计的物理情境,重新进行讨论的一种教学方法.通过对物理问题进行多角度、多方位的变式探索研究,不仅能增强学生的创新意识和应变能力,而且能优化学生的思维品质,培养其发现问题和解决问题的能力和素质.变式教学贵在教师平时要有大量的习题积累和积极的思考实践,重在引导学生不断对问题进行观察分析、归纳类比、抽象概括、对问题中蕴含的物理方法、物理思想进行不断思考并作出新的判断,如此,方能让学生体会到解题带来的乐趣,享受探究带来的成就感.长此以往,既有利于优化学生的知识结构、培养学生的能力,又能够培养学生的兴趣和审美情趣.
2注重数学,培养学生应用数学方法处理物理问题能力
例题(上海)如图12所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时,
A.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数变大
B.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数变小
C.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数先变小后变大
D.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小
解析设滑动变阻器触点以上的电阻为R1,触点以下的电阻为R2,因为滑动变阻器的有效电阻R12除最初和最终为零外,是R1和R2并联的结果,R12=R1R21R1 R2,因为R1 R2=R0=C,所以当R1=R2时,R1R2最大,因此当触点P在中间时电阻最大,根据全电路欧姆定律,I=E1R r R12,当触点在中间时电流最小,电压表读数为电源的路端电压,U=E-Ir,所以当触点在中间时路端电压最大,即电压表读数先变大后变小,所以本题选A或C.再算电流表读数即流过R2的电流I2,根据电阻并联分流公式,
I2=IR11R1 R2,
得I2=E1R r R12·R11R1 R2=ER11(R r)(R1 R2) R1R2,
变化为I2=E1(R r)·(R1 R2)1R1 1 R21R1,
当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时,R1一直变大而R2一直变小,从上式可以看出,电流表读数一直变大,所以本题选A.
点评本题考查全电路欧姆定律及动态电路分析.电压表、电流表读数随滑动变阻器触点移动而变化的题目是传统题目,但此题推陈出新,一是应用不等式求数学极值,二者和不变,相等时积最大,二是通过数学单调性,把I2的解析式变化为最后一式,然后通过R1、R2的增减来确定I2的增减,对学生的应用数学知识处理物理问题的能力提出了較高的要求.
反思教学“运用数学知识处理物理问题的能力”是高考物理学科所要求的五个能力之一,在历年物理高考中都占有一席之地.这不只是由于物理是一门定量科学,没有数学将无法定量计算,更重要的是,数学是物理学研究的不可或缺的一种重要方法.近年来的高考试题对数学能力的要求主要表现在较繁琐的数字(或符号)的运算、关键性几何条件的分析、运用数学图象处理物理问题、利用数学知识求极值等形式.对于这几个方面,应根据不同的特点采取不同的措施加以落实,如对于较繁琐的数字(或符号)的运算,首先需要提示学生从心理上要充分重视,同时在教学中要从严要求,注重落实;对于关键性几何条件、图像的应用及求极值,不仅要在教学或复习中给予充分的重视,在第2轮或第3轮复习中,有必要集中进行专题性复习.
3注重情境创设,培养学生应用所学知识处理实际问题的能力
例题(2011年浙江)如图13所示,甲、乙两人在冰面上拔河.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
1注重变式,培养学生发散思维能力
例1(江苏)如图1所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好.t=0时,将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象(如图2所示)中正确的是
解析将开关S由1掷到2,被充完电后的电容器(电容器两极板的电压U0=E)开始放电,即q↓,U=q1C↓,回路中产生放电电流,导体棒在安培力作用下开始向右加速,即v↑,一旦加速,导体棒就会切割磁感线产生感应电动势(上端正、下端负),在整个回路中起到反串的作用,回路中的电流i=U-Blv1R开始减小,导体棒的加速度a=Bil1m开始减小,因此导体棒做加速度不断减小的加速运动.当导体棒的加速度a=0时,i=0,即导体棒产生的感应电动势Blvm与电容器两极板间的电势差Um相等,Um=Blvm,故只有D选项正确.因此四个图象(如图3所示)正确分别如下:
变式1电阻R替换导体棒,如图4所示,对应规律如图5所示.
变式2线圈L替换导体棒构成LC振荡电路如图6所示,对应规律如图7所示.
变式3电容器C替换导体棒如图8所示,两电容器电容C相等、当两电容器两极板所带电量与两极板电势差均相等时,达到稳定状态,所带电量为112CE,过程略,对应规律如图9所示.
变式4给导体棒一向右的初速度v0,不计导体棒电阻,如图10所示,对应规律如图11所示,过程略.
点评本高考题由人教版教材选修3-1第8节课后习题的“做一做”改编而成.关于电容器的充电和放电,以前只有通过导线或电阻放电,只考电流图象并从电流图象中通过数格子法求电量,而此题把电容器放电过程与导体棒在磁场中的运动过程联系起来,重点考查了电容器放电、电磁感应、安培力、加速度、速度等基本知识点,对学生的综合分析能力提出了较高的要求,很好地体现了新课程的理念“源于教材,高于教材”.
反思教学变式教学指从一道题目出发,通过改变题目的条件、问题或题目设计的物理情境,重新进行讨论的一种教学方法.通过对物理问题进行多角度、多方位的变式探索研究,不仅能增强学生的创新意识和应变能力,而且能优化学生的思维品质,培养其发现问题和解决问题的能力和素质.变式教学贵在教师平时要有大量的习题积累和积极的思考实践,重在引导学生不断对问题进行观察分析、归纳类比、抽象概括、对问题中蕴含的物理方法、物理思想进行不断思考并作出新的判断,如此,方能让学生体会到解题带来的乐趣,享受探究带来的成就感.长此以往,既有利于优化学生的知识结构、培养学生的能力,又能够培养学生的兴趣和审美情趣.
2注重数学,培养学生应用数学方法处理物理问题能力
例题(上海)如图12所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时,
A.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数变大
B.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数变小
C.电压表V读数先变大后变小,电流表A读数先变小后变大
D.电压表V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小
解析设滑动变阻器触点以上的电阻为R1,触点以下的电阻为R2,因为滑动变阻器的有效电阻R12除最初和最终为零外,是R1和R2并联的结果,R12=R1R21R1 R2,因为R1 R2=R0=C,所以当R1=R2时,R1R2最大,因此当触点P在中间时电阻最大,根据全电路欧姆定律,I=E1R r R12,当触点在中间时电流最小,电压表读数为电源的路端电压,U=E-Ir,所以当触点在中间时路端电压最大,即电压表读数先变大后变小,所以本题选A或C.再算电流表读数即流过R2的电流I2,根据电阻并联分流公式,
I2=IR11R1 R2,
得I2=E1R r R12·R11R1 R2=ER11(R r)(R1 R2) R1R2,
变化为I2=E1(R r)·(R1 R2)1R1 1 R21R1,
当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时,R1一直变大而R2一直变小,从上式可以看出,电流表读数一直变大,所以本题选A.
点评本题考查全电路欧姆定律及动态电路分析.电压表、电流表读数随滑动变阻器触点移动而变化的题目是传统题目,但此题推陈出新,一是应用不等式求数学极值,二者和不变,相等时积最大,二是通过数学单调性,把I2的解析式变化为最后一式,然后通过R1、R2的增减来确定I2的增减,对学生的应用数学知识处理物理问题的能力提出了較高的要求.
反思教学“运用数学知识处理物理问题的能力”是高考物理学科所要求的五个能力之一,在历年物理高考中都占有一席之地.这不只是由于物理是一门定量科学,没有数学将无法定量计算,更重要的是,数学是物理学研究的不可或缺的一种重要方法.近年来的高考试题对数学能力的要求主要表现在较繁琐的数字(或符号)的运算、关键性几何条件的分析、运用数学图象处理物理问题、利用数学知识求极值等形式.对于这几个方面,应根据不同的特点采取不同的措施加以落实,如对于较繁琐的数字(或符号)的运算,首先需要提示学生从心理上要充分重视,同时在教学中要从严要求,注重落实;对于关键性几何条件、图像的应用及求极值,不仅要在教学或复习中给予充分的重视,在第2轮或第3轮复习中,有必要集中进行专题性复习.
3注重情境创设,培养学生应用所学知识处理实际问题的能力
例题(2011年浙江)如图13所示,甲、乙两人在冰面上拔河.两人中间位置处有一分界线,约定先使对方过分界线者为赢.若绳子质量不计,冰面可看成光滑,则下列说法正确的是
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力