从2010年一道高考的上海题说开去

桂寅

(泰州市田家炳实验中学 江苏 泰州 225300)

2010年的上海秋季高考物理试卷关注新教材所体现的教学思想、教学理念、教学方法，以及考查知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观的渗透；增大了对基础物理知识和技能的考核，考查最基本的物理规律，以及由此体现出来的学生处理问题的基本方法.虽然大多数题目从难度和能力要求上有所降低，但对于学生比较容易混淆的物理概念加强了考核.有些物理概念不少学生,甚至一些参考资料都发生了错误，如第32题.

【原题】如图1，宽度L=0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4 T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布.将质量m=0.1 kg，电阻可忽略的金属棒cd放置在框架上，并且与框架接触良好.以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从x0=1 m处以v0=2 m/s的初速度，沿x轴负方向做加速度a=2 m/s2的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用.求：金属棒cd运动0.5 m，框架产生的焦耳热Q.

图1

参考书解：

由

可得

F=ma=0.2 N

因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以

F=BIL

又

所以

且

得

所以代入数据得

Q=I2Rt=I2·0.4t2=0.2 J

这种解法忽视了电阻R是变化的；这样用公式Q=I2Rt求出的Q显然有问题.笔者认为正确的解法应该如下.

正解：

由金属棒做匀减速直线运动可得，金属棒cd运动0.5 m时的速度为

根据功能转换可知金属棒cd减小的动能转化为电路的电能，再转化为电路中的焦耳热，即

本题要求学生能真正理解电磁感应、安培力做功、电流生热这一系列知识点，而这部分内容恰恰是学生容易混淆的.由于不能充分认识电流的有效值和平均值的区别，不知道什么时候应该用有效值，什么时候应该用平均值进行计算.学生在解题时往往会犯这样那样的错误.又如下面这道高考模拟题.

【模拟题】如图2所示，磁感应强度为B的匀强

磁场，方向竖直向下;在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框.ab边质量为m，其他三边的质量不计.金属框的总电阻为R，cd边上装有固定的水平轴.现将金属框从水平位置由静止释放;不计一切摩擦.金属框经时间t恰好以速度v第一次通过最低点.求在t时间内金属框中产生的感应电流的有效值.

图2

错解：

不少同学不假思索地由

Im=BLv

得出

发生这样的错误是由于学生只记住了交流电电流有效值的公式，而不知其真正的物理意义.本题中金属框并不是在磁场中匀速地转动，因此产生的不是正弦式交流电，以上的公式并不适用.正确的方法应利用能量转化的观点解题.

正解：

由能量转化可知，ab边从水平位置转到最低点减小的重力势能转化为ab边的动能和电路的电能，则有

又由于

Q=I2Rt

由以上两式可得

这些题目可以使教师认识到，在授课时要注意引导学生重视教材，去探究知识的发生与发展，要搞清楚各知识点之间的关联，真正地理解物理规律和物理概念；而不是依靠传统的“题海战术”，从而造成学生做题时发生生搬硬套、依样画葫芦的错误.可以使学生认识到应该注意平时学习的方法，了解学习物理的意义，知道物理模型在物理学发展中的应用，将物理学习有意识和自己平时的生活实践相联系，从而真正地掌握物理知识.