我談湖南省2021年高考物理試題第6題

鐘小軍

（長沙市雅禮洋湖實驗中學,湖南 長沙 410208）

2021年高考已經勝利結束，湖南省普通高中學業水平選擇性考試（高考）物理試題受到了各方面的特別關注，它帶給了我們不小的沖擊。這套試題的命制堅持了立德樹人的根本任務，注重了綜合素質的考查，為服務高校選拔優秀人才作出有益的嘗試。對我省今后的高中物理教學有著巨大的引導作用，它必定會對我省高中物理教學產生深遠的影響，我們應該努力探索發展素質教育的方法和策略，努力將課堂教學從應試型向素質型轉變，積極投身高中物理育人方式的改革。

為了進一步挖掘2021年湖南省高考物理試題的價值，更有利于我們今后的教學，我就湖南省高考物理試題第6題談談我的看法。

第6題原題：如圖，理想變壓器原、副線圈匝數比為n1:n2，輸入端C、D 接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2 的阻值始終與定值電阻R0 的阻值相同。在滑動變阻器R 的滑片從a 端滑動到b 端的過程中，兩個燈泡始終發光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（ ）

A.L1 先變暗后變亮，L2 一直變亮

B.L1 先變亮后變暗，L2 一直變亮

C.L1 先變暗后變亮，L2 先變亮后變暗

D.L1 先變亮后變暗，L2 先變亮后變暗

[答案]A

一、解析

（一）關于副線圈的總電阻如何變化

方法1.定性分析法

則滑動變阻器R 的滑片從a 端滑到b 端過程中，副線圈的總電阻先增大后減小，

方法2.特殊值法

令R0=10Ω，R=20Ω，當滑動變阻器R 的滑片P 在a 端或者b 端時，副線圈的總電阻為

方法3.極值法

令滑動變阻器的阻值無限大，定值電阻 0R的阻值較小，而并聯電阻的阻值略小于其中較小的一個電阻，所以容易看出副線圈的總電阻R2 先增大后減小。

方法4.對稱法

因為L2 的阻值始終與定值電阻 0R的阻值相同，可以把R0 和L2 當成相同的定值電阻 0R的。當滑動變阻器的觸頭從a 端向中間滑動時，即在甲圖中觸頭從左向中間滑，從紙的后面向外看，如圖乙所示，即相當于觸頭從右向中間滑。由于L2 的阻值始終與定值電阻 0R的阻值相同，就像圖丙，從外向里看a 端在左端，從里向外看，a 端在右端。可以理解為甲圖中觸頭從a 端向中間滑動時與觸頭從b 端向中間滑動時，并聯總電阻的變化是相同的。即滑動變阻器R 的滑片從a 端滑到b 端過程中，副線圈的總電阻先增大后減小。

（二）關于原線圈中的電流和副線圈的電壓

方法1.等效電阻法

I1先減小后增大，I2先減小后增大，則L1先變暗后變亮，根據

由于 1I先減小后增大，則副線圈的電壓 2U先增大后減小，

方法2.特殊值法

我們可以令理想變壓器原、副線圈匝數比為n1:n2=1:1，則U2=U1，就相當于沒有變壓器一樣的。由閉合電路的歐姆定律有I 先減小后增大，則 1L先變暗后變亮，根據 0IRUU?=并 ，則并聯電阻的電壓U2先增大后減小。

（三）關于通過L2 的電流IL2 如何變化

方法1.支路電流分析法

綜上所述，本題選A。

二、評價

此題綜合性較強，是一道偏難的創新題。變壓器是往年考查較多的題型，但是往往是考查電壓關系、電流關系、功率問題等。而本題通過把變壓器的負載設計為一個并聯電路動態變化的負載。同時變壓器的原線圈中又含有用電器，使問題復雜程度增加，綜合性加強。它考查到了電學中的串并聯關系，也考到了閉合電路的歐姆定律的動態分析模型，變壓器等效電阻關系模型，變壓器原線圈中含用電器的模型分析等。可以說是多個物理模型的綜合性考查的題目。能夠很好地考查學生學習基礎是否牢固，模型構建、組合、遷移能力。最關鍵的是本題解題方法多，關于副線圈的總電阻如何變化、原線圈中的電流和副線圈的電壓如何變化、通過L2 的電流IL2如何變化等三個方面都有多種解題方法。對學生基礎知識、基本方法、基本模型是否掌握有較好的考查。

通過調查，也有部分學生并沒有把原理思考清楚，但是考慮到這是一個單選題，就猜到了正確選項。因為學生其實容易判斷副線圈的總電阻R2先變大后變小，I1 先變小后變大。而選項C 又很容易排除。如果把C 選項改為“ L1 先變暗后變亮，L2 先變暗后變亮”將會有更大迷惑性。或者改為多選題也將加大選擇難度。容易出錯點在于滑動變阻器的觸頭從a 向b滑動的過程中怎么分析R0 和L2 中的電流？需要有一個轉換思路的問題，如果L2 這條支路分析不好，就從和它并聯的R0 支路分析，從它和總電流的關系得出L2 這條支路中電流的變化，或者利用對稱思維來分析，但是都是比較難的。對于單選題的最后一個壓軸題，我認為這個題出得很好，能夠很好地考查學生的能力，有很好的區分度。

三、啟示

本題為我們指引了新高考的改革方向，我們教學中應該加強基礎性、情境性教學，在情境教學中培養模型構建能力、知識遷移、綜合分析能力。要讓學生學會使用定性分析、定量分析、對稱思想等方法解題，能夠使用特殊值法對模型進行簡化的能力也很重要。教學中要加強對物理核心素養的培養，比如此題中的考查到了物理能量觀念、模型構建和科學推理等科學思維，也提示我們平時要加強實驗教學，提高學生的實驗探究的核心素養。要有嚴謹的科學態度等等。

在今后的教學中，我們要注重以下幾個方面：

（一）注重對教材的把握

特別是我們現在從2020年9 月開始使用了新教材。雖然我們今年和明年高考的學生是使用老教材進行新高考，但是我們不僅是建議學生要看教材回歸教材，我們老師，包括高三老師更應該研究新教材，看新教材與老教材有什么不同的地方，特別是一些新實驗方案等，同時也能更好地把握重點。我們更應該注重新教材中的課后習題，現在的新教材課后習題中已經沒有了選擇題，加入了章末練習。題目非常注重實際情境，有些數據也不是我們平時設計好的數據，結果很好算。有些答案是非整數答案，而不是為了好算，而去編造一些數據，這一點非常符合解決實際問題的要求，體現了教材編寫的嚴謹性。對學生的計算能力的培養也起到了一定的作用。

（二）注重對模型構建能力的培養

我們教學中要有意識地培養學生通過實際的物理情境構建物理模型的能力，推導出一些二級結論，如本題中的等效電阻。我們教學中可以適當地加入一些真實的情境，沒有具體的數據，沒有原理圖，讓學生自己去查找或者設計數據，然后提出問題、解決問題，就像一些研究性學習的小課題。我們也可以在習題教學中嘗試把選擇題的選項刪除，改為開放性探究問題，可以問學生通過這些已知條件可以求出什么物理量，或者可以找到什么關系等等。

（三）在平常教學中注重培養學生的物理學科核心素養

把學科核心素養的培養在平常教學中落實和體現，這需要我們積極思考。我們必須加強集體備課，發揮備課組集體的力量，同時也要不斷地學習，我們老師特別是班主任老師比較忙，就往往忽視學習，沒有閱讀新雜志、查找新情境的模擬題。但是當我們備課組分任務集體戰斗時，老師就有了動力。比如我們可以這樣做：備課組實行集體三次備課方案。可以把備課任務分給不同老師，先由一位老師獨立查找資料備出一案，再集體討論提出修改意見，備出二案；再次集體討論，備出終案。這也是我們湖南省積極推行在線集體備課大賽的初衷。對于物理概念的教學，要回歸物理概念的形成過程；對于物理規律課的教學，要注重規律的是怎么總結出來的，要讓學生參與，學生總結，培養學生嚴謹的思維；對于例題和練習題，我們要精心設計試題，注重聯系生活實際，關注科技前沿知識，關注意識形態，加強新問題的解決能力，培養學生模型構建能力。同時也要實行作業的分層布置，可以設計一些彈性作業，讓學有余力的學生可以選擇去做。總之，我相信發揮集體力量去思考，方法總比問題多。