針對(duì)2017年考試說(shuō)明變化下電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的復(fù)習(xí)建議

向建鋒

摘要：將2017年高考考試大綱的說(shuō)明和2016年對(duì)比，發(fā)現(xiàn)2017年高考考試大綱將電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻由2016年的要求Ⅰ調(diào)整為Ⅱ。對(duì)比以往考試說(shuō)明的變化，每一次考試大綱做調(diào)整后的部分都會(huì)在高考試題中體現(xiàn)出來(lái)。本文以最近三年的全國(guó)高考卷考題入手，結(jié)合“一體四層四冀”的新時(shí)期的高考評(píng)價(jià)體系，打造重要知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)的高效課堂。

關(guān)鍵詞：高考物理 考試說(shuō)明 電動(dòng)勢(shì) 內(nèi)阻

一、調(diào)整該考點(diǎn)的要求符合高考改革的背景

2016年10月，教育部考試中心主任姜鋼提出，要更加注重高考系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌規(guī)劃，突出考試內(nèi)容的整體設(shè)計(jì)和科學(xué)構(gòu)建，形成“一體四層四翼”的高考評(píng)價(jià)體系。其中的“四層”是指“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”四層考查目標(biāo)，這四層目標(biāo)指明了高考“考什么”的方向。當(dāng)前中國(guó)推行節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，減少煤和石油的依賴(lài)，更廣泛的推進(jìn)電能在生活中的應(yīng)用，在鋰電池、充電樁快速發(fā)展的今天，高中學(xué)生掌握電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻這一個(gè)知識(shí)點(diǎn)變成了時(shí)代必須。[1]

二、知此知彼——梳理舊題找規(guī)律

從2013年開(kāi)始，新課標(biāo)卷分Ⅰ、Ⅱ兩卷命題，分別供全國(guó)不同省份使用，同時(shí)全國(guó)部分省保留自主命題，但命題思想和全國(guó)卷緊密相關(guān)。研究2013-2016年新課標(biāo)試卷，以電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為基本載體，結(jié)合其它章節(jié)進(jìn)行考查，在選擇、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算題中都有出現(xiàn)。

1. 該考點(diǎn)在選擇題中出現(xiàn)的特點(diǎn)

對(duì)比最近四年出現(xiàn)的此類(lèi)題目，該考點(diǎn)題目在全國(guó)各省份的高考中出現(xiàn)的頻率呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。通過(guò)2016年的考題分析，它們都沒(méi)有繁雜難懂的物理背景，也沒(méi)有過(guò)多的聯(lián)系生活實(shí)際的語(yǔ)言鋪墊，考生入題容易，易建立物理模型，重點(diǎn)考查學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的情況，突出新課標(biāo)中必備知識(shí)的考查目標(biāo)。同時(shí)越來(lái)越多的省份開(kāi)始用動(dòng)態(tài)電路的題代替變壓器的題，此類(lèi)題目更加貼近生活，可以有效考查學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的難力。

2. 該考點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)題中出現(xiàn)的特點(diǎn)

以“測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”為背景的高考實(shí)驗(yàn)題，側(cè)重考查學(xué)生從圖表或圖像中獲取信息、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，是高考中考查學(xué)生能力的一個(gè)重要命題方向。對(duì)比最近四年的高考試題，都表現(xiàn)為源于教材又適當(dāng)高于教材的標(biāo)準(zhǔn)，人教版教材中總結(jié)了測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的三種不同方案，但三年的高考試題在貼近這三個(gè)方案的同時(shí)又適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行了些創(chuàng)新，例如2014年全國(guó)Ⅰ卷將原方案中的電流表改為電流表與電阻并聯(lián)，等于加入了電流表的改裝這一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，考查學(xué)生綜合應(yīng)用的能力。又如2016年四川卷，從實(shí)驗(yàn)原理到問(wèn)題的設(shè)置緊貼教材，但在教材電路圖中的基礎(chǔ)上加入兩個(gè)定值電阻進(jìn)行干擾，同時(shí)把已知條件U-I圖像的常規(guī)條件縱軸截距改為橫軸截距，這些都是學(xué)生所認(rèn)為的考題陷阱，其實(shí)就是考查學(xué)生基本功的扎實(shí)程度和學(xué)習(xí)習(xí)慣。[2]

3.該考點(diǎn)在計(jì)算題中出現(xiàn)的特點(diǎn)

以“電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”為背景的高考計(jì)算題，翻閱最近五年全國(guó)各地的高考試題，絕大部分試題表現(xiàn)為閉合電路和電磁感應(yīng)的結(jié)合，題目的綜合程度高，集中體現(xiàn)“一體四層四翼”的四層考查目標(biāo)。此類(lèi)計(jì)算題表現(xiàn)為緊貼教材又同時(shí)適當(dāng)進(jìn)行拔高，如2016年全國(guó)Ⅲ卷，在一個(gè)回路中同時(shí)出現(xiàn)了動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)，在這方面我們平時(shí)的教學(xué)是回避的，但題目?jī)H僅考查這兩種電動(dòng)勢(shì)形成電流的簡(jiǎn)單疊加，考驗(yàn)考生的靈活應(yīng)變能力，又如2013年的Ⅰ卷，這個(gè)題目是考查含容電路，但電容器接的是個(gè)變化電源，這類(lèi)問(wèn)題對(duì)于學(xué)生也比較新穎，重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)基本公式的外延能力。

三、與時(shí)俱進(jìn)——緊抓改革找方向

從2013年到2017年，每年的考試說(shuō)明都會(huì)進(jìn)行微小的變動(dòng)，這種變動(dòng)是對(duì)高考改革的一種響應(yīng)；隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，物理高考試題緊貼時(shí)代發(fā)展的形勢(shì)，適時(shí)的變動(dòng)也屬于勢(shì)在必行。2014年變壓器由要求Ⅰ調(diào)整為Ⅱ，2014-2016這三年變壓器成為高考的高頻考點(diǎn)，同時(shí)考察的難度也大幅提升，2016年勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系由要求Ⅰ調(diào)整為Ⅱ，2016年全國(guó)各地的試題都集中考察了這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。2017年電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻由2016年的要求Ⅰ調(diào)整為Ⅱ，針對(duì)2017年及以后幾年的備考，具體可以從選擇、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算三個(gè)板塊展開(kāi)復(fù)習(xí)。[3]

1.選擇題的備考策略

針對(duì)最近幾年高考試題的分析，此類(lèi)選擇主要考察學(xué)生的理解能力和推理能力。在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)中最能體現(xiàn)推理能力的題目是動(dòng)態(tài)電路，尋找內(nèi)、外電路，干路和支路的電壓、電流的變化關(guān)聯(lián)，對(duì)于高中學(xué)生往往比較紊亂。平時(shí)備考應(yīng)關(guān)注一條主線（電流），找出電路結(jié)構(gòu)（串、并聯(lián)），由干路到支路抽絲剝繭的進(jìn)行分析，針對(duì)考試說(shuō)明要求Ⅰ調(diào)整為Ⅱ，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)關(guān)注這個(gè)知識(shí)點(diǎn)與電源輸出功率和效率的結(jié)合。

例一：如圖所示電路，電源內(nèi)阻不能忽略，R1阻值小于變阻器的總電阻，初態(tài)滑片P位于變阻器的中點(diǎn)，P由中點(diǎn)向上移動(dòng)到頂端的過(guò)程中：

A.電源的內(nèi)功率先減小后增大

B.電源的效率先減小后增大

C.電流表的示數(shù)先減小后增大

D.電壓表的示數(shù)先增大后減小

這個(gè)題目源于2016年的上海高考試題，但全面考查了學(xué)生對(duì)效率、最大輸出功率的掌握情況，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力提出一定的要求，符合考試說(shuō)明要求Ⅱ的難度。

2.實(shí)驗(yàn)題的備考策略

測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻側(cè)重考查大綱要求中的兩種能力，即應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ@幾年的考試頻率基本是2年一考或3年一考，考的頻率很高，實(shí)驗(yàn)題的備考應(yīng)關(guān)注基本，特別是教材中提出的測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的三種方案，這是這類(lèi)題目變化的源泉，不管是U-I、I-R還就U-R核心是學(xué)生能在電路中找到U、I、R與回路路端電壓、總電流和外部電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

例二：用下列器材組裝成一個(gè)電路，既能測(cè)量出電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，又能同時(shí)描繪小燈泡的伏安特性曲線.

A.電壓表V1（量程6V、內(nèi)阻很大）

B.電壓表V2（量程3V、內(nèi)阻很大）

C.電流表A（量程3A、內(nèi)阻很小）

D.滑動(dòng)變阻器R（最大阻值10Ω、額定電流4A）

E.小燈泡（2A、5W）

F.電池組（電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r）

G.開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)

量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減小.

（1）請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在虛線方框中補(bǔ)充完整。

（2）每一次操作后，同時(shí)記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)，組成兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)（I1，U1）、（I1、U2），標(biāo)到U-I坐標(biāo)中，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，最后描繪出兩條圖線，如圖所示，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E=________V、內(nèi)阻r=________Ω.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）在U-I坐標(biāo)中兩條圖線在P點(diǎn)相交，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)為_(kāi)_______Ω.

這個(gè)題目源于2014年的全國(guó)Ⅰ卷，歸根結(jié)底屬于U-I法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，考查了電路的設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽烁叩囊螅瑫r(shí)結(jié)合伏安特征曲線在變化電路中求電阻的阻值，考查了學(xué)生的綜合能力，比較切合新說(shuō)明的要求。

3.計(jì)算題的備考策略

最近幾年的電路計(jì)算題，主要是電路和電磁感應(yīng)的結(jié)合，主要考查方向是區(qū)分感應(yīng)電路中的內(nèi)、外電路，找準(zhǔn)電路的各元件的串、并聯(lián)關(guān)系，注重考查學(xué)生的分析綜合能力，要求學(xué)生能夠在題目中找出起重要作用的因素和有關(guān)條件；能夠把電路、電磁感應(yīng)、能量等綜合問(wèn)題進(jìn)行有效拆分，合理運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。

例三：如圖所示，MN和SQ是兩個(gè)足夠長(zhǎng)的不計(jì)電阻的導(dǎo)軌，豎直放置相距為L(zhǎng)=0.5 m，在該平面內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（未畫(huà)），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，一根比L略長(zhǎng)的金屬桿a質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R = 2Ω，緊靠在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌的下端相距 足夠遠(yuǎn)，金屬桿初始位置處的動(dòng)摩擦因數(shù)為false，而與初始位置相距為x處的動(dòng)摩擦因數(shù)為false（其中k為0.2）.導(dǎo)軌下端接有圖 示電源及滑動(dòng)變阻器R，，電源的電動(dòng)勢(shì)為E=65 V，內(nèi)阻r=1 Ω（當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P在正中央時(shí)，閉合S釋放ab）金屬桿恰好不滑動(dòng).（g=10 m/s2）

（1）試求滑動(dòng)變阻器的總阻值；

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電源的輸出功率最小時(shí)，從初始位置釋放金屬桿，那么釋放時(shí)金屬桿的加速度a多大？金屬桿下滑多遠(yuǎn)停止運(yùn)動(dòng)？

此題源于2016的全國(guó)Ⅱ卷，結(jié)合電磁感應(yīng)，包含變化摩擦力的受力分析，以及電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的最大（小）輸出功率的分析，一個(gè)計(jì)算題考查了力學(xué)和電學(xué)、運(yùn)動(dòng)和能量多方面的知識(shí)，真正考查了學(xué)生解決綜合問(wèn)題的能力。

結(jié)語(yǔ)

2017年高考考試大綱強(qiáng)化的理念是“立德樹(shù)人”，高考承載著“加強(qiáng)社會(huì)主義核心價(jià)值體系教育”和“增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感”的育人功能和政治使命。身為一個(gè)高三物理老師，在引導(dǎo)學(xué)生高考備考的路上，應(yīng)該時(shí)刻把握考試的方向，多一些針對(duì)性的備考，引導(dǎo)學(xué)生在解題過(guò)程中學(xué)會(huì)建立物理模型，找到運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法，最終實(shí)現(xiàn)各章節(jié)知識(shí)的融會(huì)貫通，這正是學(xué)生物理核心素養(yǎng)全面提高的集中體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]姜鋼.探索構(gòu)建高考評(píng)價(jià)體系，全方位推進(jìn)高考內(nèi)容改革[N].中國(guó)教育報(bào)，2016-10-11（3）

[2]教育部考試中心.2017年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱的說(shuō)明[M].北京：高等教育出版社，2017.

[3]教育部.穩(wěn)中求變化，優(yōu)化內(nèi)容，提高質(zhì)量，凸顯導(dǎo)向——教育部考試中心負(fù)責(zé)人就2017年高考考試大綱修訂答記者問(wèn)[EB/OL].（2016-10-14）[2016-11-22].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s271/201610/t20161014_284870.html