2014年北京物理高考实验题的3种解法

崔 琰 李筱娜

（北京航空航天大学附属中学，北京 100191）

与2013年北京物理高考实验题相似，2014年的实验题仍然考查了电学实验部分.该题以“测定干电池的电动势和内阻”为实验目的，将电路选择、仪器选取、数据分析和函数图像关系融合为一道考题，突出考查学生对物理实验中的实验操作的理解.此考题出题灵活、富有新意、综合性强，突出了对学生物理思想以及综合能力的考查，具有一定的区分度.本文对该题的最后一问的图像关系的确定进行分析，指出学生的易错点及3种不同思考方法，希望能够起到抛砖引玉的作用.

原题.［2014年北京卷第21题］利用电流表和电压表测定1节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差.

图1

（1）应该选择的实验电路是图1中的______（选项“甲”或“乙”）.

（2）～（4）略.

（5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化.图2的各示意图中正确反映P-U关系的是________.

解析：（1）甲；（2）～（4）略.

（5）解法1.函数关系推导法.寻找函数P和自变量U的函数关系方程

所以P-U图像为开口朝下的抛物线，选（C）选项.

相信很多教师在课堂讲解是，都会讲到输出功率P随外电阻R的变化规律，即当R＝r时，输出功率P取得最大值.遗憾的是，很多学生误将此题认为是P-R函数，想当然地认为输出功率随外电阻R的变化为不对称图像，误选了（D）.

图2

解法2.特殊值赋值法.路端电压U的取值范围为［0，E］.当U＝0时，说明外电阻R为0，此时输出功率P＝0；当U＝E时，说明外电阻为无穷大，电路为断路，此时输出功率P＝0.P-R图像应于横轴有2个交点，所以选（C）选项.

解法3.定义域观察法.此题的自变量U为［0，E］闭区间上的函数，而（A）、（D）2个选项的自变量取值范围为［0，∞］，故排除（A）、（D）选项，而（B）选项在U＝0时，输出功率不可能为最大，显然（B）不对，所以选（C）选项.

北京高考物理的实验题连续两年考查了对函数图像的理解，不仅是对高考命题指导思想的体现，也是对考生物理综合能力高低的区分，同时引导师生重视综合使用解析与几何等科学方法能力的培养.这已经成为北京物理试卷的风格，相信会一直持续下去，并对日后高中的物理教学产生深远影响.课堂教学不能僵硬地传授公式、技巧、模型，物理教学更应从物理思想的本源入手，教会学生如何进行科学、正确的思考.

（本文由海淀区进修学校马朝华老师指导完成，特此表示感谢！）