我谈湖南省2021年高考物理试题第6题

钟小军

（长沙市雅礼洋湖实验中学,湖南 长沙 410208）

2021年高考已经胜利结束，湖南省普通高中学业水平选择性考试（高考）物理试题受到了各方面的特别关注，它带给了我们不小的冲击。这套试题的命制坚持了立德树人的根本任务，注重了综合素质的考查，为服务高校选拔优秀人才作出有益的尝试。对我省今后的高中物理教学有着巨大的引导作用，它必定会对我省高中物理教学产生深远的影响，我们应该努力探索发展素质教育的方法和策略，努力将课堂教学从应试型向素质型转变，积极投身高中物理育人方式的改革。

为了进一步挖掘2021年湖南省高考物理试题的价值，更有利于我们今后的教学，我就湖南省高考物理试题第6题谈谈我的看法。

第6题原题：如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2，输入端C、D 接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2 的阻值始终与定值电阻R0 的阻值相同。在滑动变阻器R 的滑片从a 端滑动到b 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）

A.L1 先变暗后变亮，L2 一直变亮

B.L1 先变亮后变暗，L2 一直变亮

C.L1 先变暗后变亮，L2 先变亮后变暗

D.L1 先变亮后变暗，L2 先变亮后变暗

[答案]A

一、解析

（一）关于副线圈的总电阻如何变化

方法1.定性分析法

则滑动变阻器R 的滑片从a 端滑到b 端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，

方法2.特殊值法

令R0=10Ω，R=20Ω，当滑动变阻器R 的滑片P 在a 端或者b 端时，副线圈的总电阻为

方法3.极值法

令滑动变阻器的阻值无限大，定值电阻 0R的阻值较小，而并联电阻的阻值略小于其中较小的一个电阻，所以容易看出副线圈的总电阻R2 先增大后减小。

方法4.对称法

因为L2 的阻值始终与定值电阻 0R的阻值相同，可以把R0 和L2 当成相同的定值电阻 0R的。当滑动变阻器的触头从a 端向中间滑动时，即在甲图中触头从左向中间滑，从纸的后面向外看，如图乙所示，即相当于触头从右向中间滑。由于L2 的阻值始终与定值电阻 0R的阻值相同，就像图丙，从外向里看a 端在左端，从里向外看，a 端在右端。可以理解为甲图中触头从a 端向中间滑动时与触头从b 端向中间滑动时，并联总电阻的变化是相同的。即滑动变阻器R 的滑片从a 端滑到b 端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小。

（二）关于原线圈中的电流和副线圈的电压

方法1.等效电阻法

I1先减小后增大，I2先减小后增大，则L1先变暗后变亮，根据

由于 1I先减小后增大，则副线圈的电压 2U先增大后减小，

方法2.特殊值法

我们可以令理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=1:1，则U2=U1，就相当于没有变压器一样的。由闭合电路的欧姆定律有I 先减小后增大，则 1L先变暗后变亮，根据 0IRUU−=并 ，则并联电阻的电压U2先增大后减小。

（三）关于通过L2 的电流IL2 如何变化

方法1.支路电流分析法

综上所述，本题选A。

二、评价

此题综合性较强，是一道偏难的创新题。变压器是往年考查较多的题型，但是往往是考查电压关系、电流关系、功率问题等。而本题通过把变压器的负载设计为一个并联电路动态变化的负载。同时变压器的原线圈中又含有用电器，使问题复杂程度增加，综合性加强。它考查到了电学中的串并联关系，也考到了闭合电路的欧姆定律的动态分析模型，变压器等效电阻关系模型，变压器原线圈中含用电器的模型分析等。可以说是多个物理模型的综合性考查的题目。能够很好地考查学生学习基础是否牢固，模型构建、组合、迁移能力。最关键的是本题解题方法多，关于副线圈的总电阻如何变化、原线圈中的电流和副线圈的电压如何变化、通过L2 的电流IL2如何变化等三个方面都有多种解题方法。对学生基础知识、基本方法、基本模型是否掌握有较好的考查。

通过调查，也有部分学生并没有把原理思考清楚，但是考虑到这是一个单选题，就猜到了正确选项。因为学生其实容易判断副线圈的总电阻R2先变大后变小，I1 先变小后变大。而选项C 又很容易排除。如果把C 选项改为“ L1 先变暗后变亮，L2 先变暗后变亮”将会有更大迷惑性。或者改为多选题也将加大选择难度。容易出错点在于滑动变阻器的触头从a 向b滑动的过程中怎么分析R0 和L2 中的电流？需要有一个转换思路的问题，如果L2 这条支路分析不好，就从和它并联的R0 支路分析，从它和总电流的关系得出L2 这条支路中电流的变化，或者利用对称思维来分析，但是都是比较难的。对于单选题的最后一个压轴题，我认为这个题出得很好，能够很好地考查学生的能力，有很好的区分度。

三、启示

本题为我们指引了新高考的改革方向，我们教学中应该加强基础性、情境性教学，在情境教学中培养模型构建能力、知识迁移、综合分析能力。要让学生学会使用定性分析、定量分析、对称思想等方法解题，能够使用特殊值法对模型进行简化的能力也很重要。教学中要加强对物理核心素养的培养，比如此题中的考查到了物理能量观念、模型构建和科学推理等科学思维，也提示我们平时要加强实验教学，提高学生的实验探究的核心素养。要有严谨的科学态度等等。

在今后的教学中，我们要注重以下几个方面：

（一）注重对教材的把握

特别是我们现在从2020年9 月开始使用了新教材。虽然我们今年和明年高考的学生是使用老教材进行新高考，但是我们不仅是建议学生要看教材回归教材，我们老师，包括高三老师更应该研究新教材，看新教材与老教材有什么不同的地方，特别是一些新实验方案等，同时也能更好地把握重点。我们更应该注重新教材中的课后习题，现在的新教材课后习题中已经没有了选择题，加入了章末练习。题目非常注重实际情境，有些数据也不是我们平时设计好的数据，结果很好算。有些答案是非整数答案，而不是为了好算，而去编造一些数据，这一点非常符合解决实际问题的要求，体现了教材编写的严谨性。对学生的计算能力的培养也起到了一定的作用。

（二）注重对模型构建能力的培养

我们教学中要有意识地培养学生通过实际的物理情境构建物理模型的能力，推导出一些二级结论，如本题中的等效电阻。我们教学中可以适当地加入一些真实的情境，没有具体的数据，没有原理图，让学生自己去查找或者设计数据，然后提出问题、解决问题，就像一些研究性学习的小课题。我们也可以在习题教学中尝试把选择题的选项删除，改为开放性探究问题，可以问学生通过这些已知条件可以求出什么物理量，或者可以找到什么关系等等。

（三）在平常教学中注重培养学生的物理学科核心素养

把学科核心素养的培养在平常教学中落实和体现，这需要我们积极思考。我们必须加强集体备课，发挥备课组集体的力量，同时也要不断地学习，我们老师特别是班主任老师比较忙，就往往忽视学习，没有阅读新杂志、查找新情境的模拟题。但是当我们备课组分任务集体战斗时，老师就有了动力。比如我们可以这样做：备课组实行集体三次备课方案。可以把备课任务分给不同老师，先由一位老师独立查找资料备出一案，再集体讨论提出修改意见，备出二案；再次集体讨论，备出终案。这也是我们湖南省积极推行在线集体备课大赛的初衷。对于物理概念的教学，要回归物理概念的形成过程；对于物理规律课的教学，要注重规律的是怎么总结出来的，要让学生参与，学生总结，培养学生严谨的思维；对于例题和练习题，我们要精心设计试题，注重联系生活实际，关注科技前沿知识，关注意识形态，加强新问题的解决能力，培养学生模型构建能力。同时也要实行作业的分层布置，可以设计一些弹性作业，让学有余力的学生可以选择去做。总之，我相信发挥集体力量去思考，方法总比问题多。