1 簡(jiǎn)介
近日，筆者在網(wǎng)上看到流傳的2024年吉林省高考物理試卷電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，此題是伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的常規(guī)變型，只是將傳統(tǒng)的滑動(dòng)變阻器換成了電阻絲。
2 試題展示
3 問(wèn)題分析
試題核心設(shè)計(jì)是按照曲線化直線的數(shù)據(jù)分析原理，畫出1/U與1/L的關(guān)系曲線，通過(guò)分析斜率和截距的物理意義來(lái)尋找問(wèn)題的解決辦法。
對(duì)于這道題，我們需要從歐姆定律和閉合電路電阻定律出發(fā)，推導(dǎo)1/U與1/L的關(guān)系，并明確斜率和截距的物理意義。
從推導(dǎo)出1/U與1/L的關(guān)系可知留學(xué)之路，圖形的截距為電源電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)高中物理電路實(shí)驗(yàn)，斜率的比值等于等效電源內(nèi)阻的比值，即n=(R0+r)/r。
4. 試題評(píng)估
我的學(xué)業(yè)導(dǎo)師、教育部考試質(zhì)量評(píng)估組組長(zhǎng)南京師范大學(xué)陸建龍教授在河南省中原名師項(xiàng)目結(jié)束時(shí)特意提醒我，要從四個(gè)維度研究高考試題：“注重概念理解的深度、注重內(nèi)隱科學(xué)思維的靈活性、注重問(wèn)題呈現(xiàn)方式的創(chuàng)新性、注重解題過(guò)程的實(shí)用性”。這不僅是評(píng)價(jià)高考試題質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，也是今后日常出題操作的指南。
就本題而言，具有“注重出題方式創(chuàng)新”的特點(diǎn)，即用電阻絲代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑動(dòng)變阻器/變阻器箱，方便后續(xù)定量研究，擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)技能考核范圍；本題還具有“注重內(nèi)隱科學(xué)思維靈活性”的特點(diǎn)，即電阻絲的阻值與其接在電路中的有效長(zhǎng)度之間有電阻定律的聯(lián)系，擴(kuò)大了理論知識(shí)的考核范圍；本題還呈現(xiàn)了“解題過(guò)程的實(shí)用性”，面對(duì)電壓表讀數(shù)U與電阻絲長(zhǎng)度L兩個(gè)無(wú)明顯相關(guān)性的物理量，需要依靠歐姆定律和閉合電路電阻定律，推導(dǎo)出以1/L為自變量高中物理電路實(shí)驗(yàn)，以1/U為函數(shù)的線性表達(dá)式，明確斜率和截距的物理意義，進(jìn)而求解待解問(wèn)題。
其實(shí)這道題本來(lái)可以說(shuō)明“概念理解的深度很重要”。面對(duì)自變量L與函數(shù)U之??間復(fù)雜的非線性關(guān)系，物理實(shí)驗(yàn)常常會(huì)用到“把曲線變成直線”的物理思想，通過(guò)巧妙代入，把非線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系，然后再進(jìn)行分析求解。但這道題簡(jiǎn)單粗暴，直奔1/U與1/L的關(guān)系圖，太過(guò)有目的性，似乎有些越權(quán)。