针对2017年考试说明变化下电源的电动势和内阻的复习建议

向建锋

摘要：将2017年高考考试大纲的说明和2016年对比，发现2017年高考考试大纲将电源的电动势和内阻由2016年的要求Ⅰ调整为Ⅱ。对比以往考试说明的变化，每一次考试大纲做调整后的部分都会在高考试题中体现出来。本文以最近三年的全国高考卷考题入手，结合“一体四层四冀”的新时期的高考评价体系，打造重要知识点复习的高效课堂。

关键词：高考物理 考试说明 电动势 内阻

一、调整该考点的要求符合高考改革的背景

2016年10月，教育部考试中心主任姜钢提出，要更加注重高考系统的顶层设计、统筹规划，突出考试内容的整体设计和科学构建，形成“一体四层四翼”的高考评价体系。其中的“四层”是指“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”四层考查目标，这四层目标指明了高考“考什么”的方向。当前中国推行节能环保和可持续发展，减少煤和石油的依赖，更广泛的推进电能在生活中的应用，在锂电池、充电桩快速发展的今天，高中学生掌握电源的电动势和内阻这一个知识点变成了时代必须。[1]

二、知此知彼——梳理旧题找规律

从2013年开始，新课标卷分Ⅰ、Ⅱ两卷命题，分别供全国不同省份使用，同时全国部分省保留自主命题，但命题思想和全国卷紧密相关。研究2013-2016年新课标试卷，以电源的电动势和内阻为基本载体，结合其它章节进行考查，在选择、实验和计算题中都有出现。

1. 该考点在选择题中出现的特点

对比最近四年出现的此类题目，该考点题目在全国各省份的高考中出现的频率呈现逐年上升的趋势。通过2016年的考题分析，它们都没有繁杂难懂的物理背景，也没有过多的联系生活实际的语言铺垫，考生入题容易，易建立物理模型，重点考查学生掌握基础知识的情况，突出新课标中必备知识的考查目标。同时越来越多的省份开始用动态电路的题代替变压器的题，此类题目更加贴近生活，可以有效考查学生运用物理知识解决实际问题的难力。

2. 该考点在实验题中出现的特点

以“测电源的电动势和内阻”为背景的高考实验题，侧重考查学生从图表或图像中获取信息、处理实验数据和分析实验结果的能力，是高考中考查学生能力的一個重要命题方向。对比最近四年的高考试题，都表现为源于教材又适当高于教材的标准，人教版教材中总结了测电源电动势和内阻的三种不同方案，但三年的高考试题在贴近这三个方案的同时又适当的进行了些创新，例如2014年全国Ⅰ卷将原方案中的电流表改为电流表与电阻并联，等于加入了电流表的改装这一个知识点，考查学生综合应用的能力。又如2016年四川卷，从实验原理到问题的设置紧贴教材，但在教材电路图中的基础上加入两个定值电阻进行干扰，同时把已知条件U-I图像的常规条件纵轴截距改为横轴截距，这些都是学生所认为的考题陷阱，其实就是考查学生基本功的扎实程度和学习习惯。[2]

3.该考点在计算题中出现的特点

以“电源的电动势和内阻”为背景的高考计算题，翻阅最近五年全国各地的高考试题，绝大部分试题表现为闭合电路和电磁感应的结合，题目的综合程度高，集中体现“一体四层四翼”的四层考查目标。此类计算题表现为紧贴教材又同时适当进行拔高，如2016年全国Ⅲ卷，在一个回路中同时出现了动生电动势和感生电动势，在这方面我们平时的教学是回避的，但题目仅仅考查这两种电动势形成电流的简单叠加，考验考生的灵活应变能力，又如2013年的Ⅰ卷，这个题目是考查含容电路，但电容器接的是个变化电源，这类问题对于学生也比较新颖，重点考查学生对基本公式的外延能力。

三、与时俱进——紧抓改革找方向

从2013年到2017年，每年的考试说明都会进行微小的变动，这种变动是对高考改革的一种响应；随着科学技术日新月异的发展，物理高考试题紧贴时代发展的形势，适时的变动也属于势在必行。2014年变压器由要求Ⅰ调整为Ⅱ，2014-2016这三年变压器成为高考的高频考点，同时考察的难度也大幅提升，2016年匀强电场中电势差与电场强度关系由要求Ⅰ调整为Ⅱ，2016年全国各地的试题都集中考察了这个知识点。2017年电源的电动势和内阻由2016年的要求Ⅰ调整为Ⅱ，针对2017年及以后几年的备考，具体可以从选择、实验和计算三个板块展开复习。[3]

1.选择题的备考策略

针对最近几年高考试题的分析，此类选择主要考察学生的理解能力和推理能力。在这个知识点中最能体现推理能力的题目是动态电路，寻找内、外电路，干路和支路的电压、电流的变化关联，对于高中学生往往比较紊乱。平时备考应关注一条主线（电流），找出电路结构（串、并联），由干路到支路抽丝剥茧的进行分析，针对考试说明要求Ⅰ调整为Ⅱ，应当适当关注这个知识点与电源输出功率和效率的结合。

例一：如图所示电路，电源内阻不能忽略，R1阻值小于变阻器的总电阻，初态滑片P位于变阻器的中点，P由中点向上移动到顶端的过程中：

A.电源的内功率先减小后增大

B.电源的效率先减小后增大

C.电流表的示数先减小后增大

D.电压表的示数先增大后减小

这个题目源于2016年的上海高考试题，但全面考查了学生对效率、最大输出功率的掌握情况，对学生的数学能力提出一定的要求，符合考试说明要求Ⅱ的难度。

2.实验题的备考策略

测电源的电动势和内阻侧重考查大纲要求中的两种能力，即应用数学处理物理问题的能力和实验能力，这几年的考试频率基本是2年一考或3年一考，考的频率很高，实验题的备考应关注基本，特别是教材中提出的测电源电动势和内阻的三种方案，这是这类题目变化的源泉，不管是U-I、I-R还就U-R核心是学生能在电路中找到U、I、R与回路路端电压、总电流和外部电阻的对应关系。

例二：用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.

A.电压表V1（量程6V、内阻很大）

B.电压表V2（量程3V、内阻很大）

C.电流表A（量程3A、内阻很小）

D.滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）

E.小灯泡（2A、5W）

F.电池组（电动势E、内阻r）

G.开关一只，导线若干

实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测

量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小.

（1）请将设计的实验电路图在虚线方框中补充完整。

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I1，U1）、（I1、U2），标到U-I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组的电动势E=________V、内阻r=________Ω.（结果保留两位有效数字）

（3）在U-I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω.

这个题目源于2014年的全国Ⅰ卷，归根结底属于U-I法测电源电动势和内阻，考查了电路的设计，对学生的实验能力提出了更高的要求，同时结合伏安特征曲线在变化电路中求电阻的阻值，考查了学生的综合能力，比较切合新说明的要求。

3.计算题的备考策略

最近几年的电路计算题，主要是电路和电磁感应的结合，主要考查方向是区分感应电路中的内、外电路，找准电路的各元件的串、并联关系，注重考查学生的分析综合能力，要求学生能够在题目中找出起重要作用的因素和有关条件；能够把电路、电磁感应、能量等综合问题进行有效拆分，合理运用所学知识解决问题。

例三：如图所示，MN和SQ是两个足够长的不计电阻的导轨，竖直放置相距为L=0.5 m，在该平面内有竖直向下的匀强磁场（未画），磁感应强度为B=1T，一根比L略长的金属杆a质量为m=0.1kg，电阻为R = 2Ω，紧靠在导轨上，与导轨的下端相距 足够远，金属杆初始位置处的动摩擦因数为false，而与初始位置相距为x处的动摩擦因数为false（其中k为0.2）.导轨下端接有图 示电源及滑动变阻器R，，电源的电动势为E=65 V，内阻r=1 Ω（当滑动变阻器的触头P在正中央时，闭合S释放ab）金属杆恰好不滑动.（g=10 m/s2）

（1）试求滑动变阻器的总阻值；

（2）调节滑动变阻器，当电源的输出功率最小时，从初始位置释放金属杆，那么释放时金属杆的加速度a多大？金属杆下滑多远停止运动？

此题源于2016的全国Ⅱ卷，结合电磁感应，包含变化摩擦力的受力分析，以及电源电动势和内阻的最大（小）输出功率的分析，一个计算题考查了力学和电学、运动和能量多方面的知识，真正考查了学生解决综合问题的能力。

结语

2017年高考考试大纲强化的理念是“立德树人”，高考承載着“加强社会主义核心价值体系教育”和“增强学生社会责任感”的育人功能和政治使命。身为一个高三物理老师，在引导学生高考备考的路上，应该时刻把握考试的方向，多一些针对性的备考，引导学生在解题过程中学会建立物理模型，找到运用物理知识解决实际问题的方法，最终实现各章节知识的融会贯通，这正是学生物理核心素养全面提高的集中体现。

参考文献

[1]姜钢.探索构建高考评价体系，全方位推进高考内容改革[N].中国教育报，2016-10-11（3）

[2]教育部考试中心.2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明[M].北京：高等教育出版社，2017.

[3]教育部.稳中求变化，优化内容，提高质量，凸显导向——教育部考试中心负责人就2017年高考考试大纲修订答记者问[EB/OL].（2016-10-14）[2016-11-22].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s271/201610/t20161014_284870.html