2011年高考理科综合(北京卷)第24题赏评

2012-07-24 08:25:22杜宏玲
物理教师 2012年2期
关键词:电场力出题电势

白 春 李 萍 杜宏玲

(北京市第一七一中学,北京 100030)

原题.静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图1所示的折线,图中φ0和d为已知量.一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心,沿x轴方向做周期性运动.已知该粒子质量为m、电量为-q,其动能与电势能之和为-A(0<A<qφ0),忽略重力.求

图1

(1)粒子所受电场力的大小;

(2)粒子的运动区间;

(3)粒子的运动周期.

原参考答案:(1)由图像可知,0与d(或0与-d)两点间的电势差为φ0,坐标原点两侧分别是匀强电场,电场强度的大小为电场力的大小为

(2)设粒子在[-x0,x0]区间内运动,粒子的速率为v,由题意得

(3)粒子从-x0处开始运动到x=0的时间为四分之一周期,根据牛顿第二定律,粒子的加速度为

今年高考北京理综卷物理试题中的计算题难度稳中有降,将连续几年的电磁学中的场路结合、力学中的多次碰撞动量与能量结合等综合性较强的试题(特别是第三问难度较大,并且多有复杂的数学运算)彻底摒弃,回归到物理情景的分析上,数学知识只是一个辅助,这是基层物理教师多年来强烈呼吁的结果,也是高考物理应该坚持的正确方向.

压轴题出题的方式发生了重大变化,从整道题的题型设定来看虽难度不大,却不拘一格,这样一来对本来就很紧张的考生而言造成了一个不小的心理预期和实际之间的落差.该题考查了一个近几年高考题中少见的带电粒子在非匀强电场中的运动.这个新题型需要学生深刻理解电势分布与电场强度之间的内在联系和它们之间的数学关系,否则难以解答.题目充分体现了高考试题的选拔性功能和考查学生的灵活应变能力.题目不长,附有电势φ随坐标x的分布图线,但是出题角度很有新意.有的学生由于思维定式,以为还是往年的出题风格,没有认真读懂题就放弃了,而有的学生认真严谨,用心审题、审图后,发现这三个问都不是很难的.实际上,如果学生对于图像问题弄清以下几点.

(1)横、纵坐标轴所表示的物理量及单位?

(2)截距表示什么?

(3)斜率表示什么?

(4)有些情况面积是有意义的,表示什么?

(5)坐标原点是否从零开始?

(6)图像交点的含义是什么?

这样,就能抓住问题的物理本质和内在联系,容易轻松解决所问的问题.

本题关键是图像的斜率表示电场强度,虽然整个电场不是匀强电场,但是两段斜率的绝对值是定值,也就是说坐标原点两侧分别是匀强电场,由此对于电场中的所有物理量及其变化情况就会十分清晰,那么带电的粒子所受的电场力、所做周期性运动的区间和周期都会迎刃而解.

由此可以看出,在今后的物理教学中,我们要继续把重点放在学生对物理概念、规律的理解、掌握和对物理情景的分析上. (收稿日期:2011-08-05)

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