物理情景下的函數(shù)與圖像相結(jié)合

隆質(zhì)斌　趙燕燕

摘 要：物理圖像是高中物理課程體系的重要組成部分，其中電磁感應(yīng)的圖像問題又是高考命題的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，以2020年山東高考物理試題第12題為例，利用分段函數(shù)求解了整個(gè)過程的I-t、F-t圖像.并對一定物理情景下，如何把握函數(shù)與物理圖像的關(guān)系及轉(zhuǎn)換中注意的問題進(jìn)行總結(jié).

關(guān)鍵詞：物理情景;函數(shù)關(guān)系;物理圖像

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）07-0064-02

作者簡介：隆質(zhì)斌（1984-），男，山東濱州人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué);

趙燕燕（1984-），女，山東泰安人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

原題的答案解析過程是利用了特殊位置感應(yīng)電流（或安培力）的關(guān)系，通過排除法得到答案的.那么如何準(zhǔn)確得到此過程中的I-t、F-t圖像？

2 通過定量計(jì)算尋找圖像

（1）情景簡化處理：第一、二象限中存在大小相等、方向相反的磁場.線框從開始切割第二象限中的磁感線到第一、二象限中的磁感線，線框在磁場中的有效長度也在變化，情景比較復(fù)雜.此處首先可以巧妙地轉(zhuǎn)化：找到c點(diǎn)關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)c′（如圖2），線框abc′de和線框abcde的有效長度一樣，這樣線框就始終只在第二象限中切割磁感線，從而降低了思考難度.

4 試題評價(jià)

這道圖像問題以電磁學(xué)中常見的感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程為情境，體現(xiàn)了對“獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論、探究運(yùn)動狀態(tài)變化與相互作用關(guān)系”等素養(yǎng)的要求.考查了演繹推理、抽象思維等關(guān)鍵能力.該題可以有效引導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué)，加強(qiáng)對考生核心素養(yǎng)和綜合能力的培養(yǎng)，彰顯了試題素養(yǎng)導(dǎo)向的理念[1].

5 教學(xué)啟示

近幾年高考中主要涉及的函數(shù)圖像有運(yùn)動學(xué)中的x-t、v-t;波動圖像y-x，振動圖像x-t;測電源電動勢和內(nèi)阻U-I;單擺測重力加速度T2-L;電磁感應(yīng)中的i-t、U-t;理想氣體的V-p、T-p、p-V圖像等.這部分是和數(shù)學(xué)思想緊密聯(lián)系的，盡管高中生對這部分的數(shù)學(xué)知識比較熟悉，但是轉(zhuǎn)換成物理情景下的物理語言還是比較困難的.轉(zhuǎn)換中首先要明確坐標(biāo)軸的物理意義，也就是解決了“是什么”的問題.知道了“是什么”這個(gè)本質(zhì)問題才能有后續(xù)的參量過程描述[2].具體包括：點(diǎn)（起點(diǎn)，終點(diǎn)，交點(diǎn)，拐點(diǎn)等）;線（線的走向，是否彎曲，某些特殊點(diǎn)的切線、割線等）;斜率（物理量A對B的變化率，主要針對比值定義法的一些物理量）;面積（可以省去很多運(yùn)算過程， 直接求出物理量，可以針對乘積類的公式，如位移x、功W、沖量I等）.

參考文獻(xiàn)：

[1]劉靈聰.2020年全國新課標(biāo)一卷山東（物理試卷）評析[N].齊魯財(cái)經(jīng)網(wǎng)，2020-07-13.

[2]張雪清.高考物理圖像類試題的分析研究——以2013-2017理綜全國Ⅰ卷為例[D].武漢：華中師范大學(xué)，2018.

（收稿日期：2021-02-08）