2014年全国新课标卷Ⅱ第25题的分析与启示

翟璠

摘 要： 在高考理综试题中，物理部分的最后一道计算题往往是一份卷中最难的一道题，这道题具有很高的区分度，是区分高水平学生和低水平学生的一道分水岭。同时，这道题也有着指挥棒的作用，对今后教师的教学和学生的学习起着方向性的指示作用。2014年全国新课标卷Ⅱ第25题是怎样体现这样的作用呢？对高中物理教学有什么启示呢？本文就此作探讨。

关键词： 压轴题 物理思维 教学方法 解题方法

一年一度的高考在万众瞩目中落下了帷幕，对于教育工作者而言，高考的结束只不过是下一个阶段工作的开始，从今年的高考理综物理试题来看，有许多方面值得认真研究，对今后的教学有重要的启示作用。其中第25题就是这样的。现把原题和示意图展示如下：

（2014年全国新课标卷Ⅱ第25题）半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向向下，在内圆导轨的C点和外圆的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出），直导体棒在水平外力作用下以角速度为ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导体的电阻均可忽略，重力加速度大小为g，求：

（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；

（2）外力的功率。

解析：这是理综物理中的最后一道大题，是通常所说的“压轴题”，该题以电磁感应为背景，考查了学生的思维能力和分析处理新问题的能力，很好地体现了高考能力立意这一命题原则。

解：（1）①方向：方向的判定需要用到安培右手定则，根据题中所给条件可判断AB棒中电流方向为从B到A，通过电阻R的电流方向为从C到D。这是比较基本的一个问题。多数学生可以很好地解答这个问题。

②设问通过电阻R的感应电流的大小：关键是感应电动势大小的计算，多数学生会有一定的畏难情绪，一是导体棒不是平动切割，二是平时教学中这种切割较少用到。这就需要学生从已有的知识中进行迁移，形成能力解决该问题。

第一途径，利用法拉第电磁感应定律E=n，试图解决△Φ，根据题中所给条件可知，B不变，计算变化的面积，设经过t时间，转过的圆心角为θ=ωt，

所变化的大扇形和小扇形面积分别面积为

第二途径，由题可知从A到B速度均匀增加，可以考虑平均值的方法。A、B两点的线速度为

平均值为

运用法拉第电磁感应推论可得：E=Br

由欧姆定律得：I=

联立以上各式得：

电流大小为I=

点评：第二种方法其实就隐藏在高中物理教材中，细心的同学会发现，我们在学习匀变速直线运动时求平均速度就用到了上述方法。类似的还有功的计算，弹簧弹力的计算等，都有这种思维隐藏其中。

（2）外力信息缺失的情况下，从能量守恒可以判断，外力的功率等于电阻的焦耳热功率和摩擦力的热功率之和。

电阻的焦耳热功率P=

结合第一问中电流大小得电阻R的焦耳热功率

解决摩擦力的热功率是对不同能力的学生进行区分的关键一环。应该考虑到摩擦力做功与路程有关，导体棒受到时内外轨的摩擦力作用，做功大综上所述，我们看到的是2014年高考物理中的压轴题一改过去在繁难的计算上考查学生的做法，取而代之的是思维的深度和灵活性的要求，更注重能力的考查，这给了众多考生耳目一新的感觉。

从高考的指挥棒的作用来看，一是有助于解决过去沉陷题海战术不能自拔的问题；二是有利于高中物理教学的“减负增能”。这不论对高中物理教学，还是对学生今后的成长，还是高校选拔人才来说，都是有利的。三是从指导教学方面看，今后的物理教学更应该注重学生能力的培养，而不是挤时间、拼体力的题海消耗战。