物理情景下的函数与图像相结合

隆质斌　赵燕燕

摘 要：物理图像是高中物理课程体系的重要组成部分，其中电磁感应的图像问题又是高考命题的热点和难点，以2020年山东高考物理试题第12题为例，利用分段函数求解了整个过程的I-t、F-t图像.并对一定物理情景下，如何把握函数与物理图像的关系及转换中注意的问题进行总结.

关键词：物理情景;函数关系;物理图像

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）07-0064-02

作者简介：隆质斌（1984-），男，山东滨州人，本科，中学一级教师，研究方向：中学物理教学;

赵燕燕（1984-），女，山东泰安人，本科，中学一级教师，研究方向：中学物理教学.

原题的答案解析过程是利用了特殊位置感应电流（或安培力）的关系，通过排除法得到答案的.那么如何准确得到此过程中的I-t、F-t图像？

2 通过定量计算寻找图像

（1）情景简化处理：第一、二象限中存在大小相等、方向相反的磁场.线框从开始切割第二象限中的磁感线到第一、二象限中的磁感线，线框在磁场中的有效长度也在变化，情景比较复杂.此处首先可以巧妙地转化：找到c点关于y轴的对称点c′（如图2），线框abc′de和线框abcde的有效长度一样，这样线框就始终只在第二象限中切割磁感线，从而降低了思考难度.

4 试题评价

这道图像问题以电磁学中常见的感应电流的产生过程为情境，体现了对“获取和处理信息、基于证据得出结论、探究运动状态变化与相互作用关系”等素养的要求.考查了演绎推理、抽象思维等关键能力.该题可以有效引导中学物理教学，加强对考生核心素养和综合能力的培养，彰显了试题素养导向的理念[1].

5 教学启示

近几年高考中主要涉及的函数图像有运动学中的x-t、v-t;波动图像y-x，振动图像x-t;测电源电动势和内阻U-I;单摆测重力加速度T2-L;电磁感应中的i-t、U-t;理想气体的V-p、T-p、p-V图像等.这部分是和数学思想紧密联系的，尽管高中生对这部分的数学知识比较熟悉，但是转换成物理情景下的物理语言还是比较困难的.转换中首先要明确坐标轴的物理意义，也就是解决了“是什么”的问题.知道了“是什么”这个本质问题才能有后续的参量过程描述[2].具体包括：点（起点，终点，交点，拐点等）;线（线的走向，是否弯曲，某些特殊点的切线、割线等）;斜率（物理量A对B的变化率，主要针对比值定义法的一些物理量）;面积（可以省去很多运算过程， 直接求出物理量，可以针对乘积类的公式，如位移x、功W、冲量I等）.

参考文献：

[1]劉灵聪.2020年全国新课标一卷山东（物理试卷）评析[N].齐鲁财经网，2020-07-13.

[2]张雪清.高考物理图像类试题的分析研究——以2013-2017理综全国Ⅰ卷为例[D].武汉：华中师范大学，2018.

（收稿日期：2021-02-08）