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标题 对一道浙江省物理选考题的“再三反思”
范文 摘要：通过模型的建立，对2016年10月第22题电动机做功问题重新进行审析，在解决问题的过程中，对学生的审题和析题能力的提高进行了反思，做到“融会”而“贯通”。
关键词：选考；学生；教学；功
原题展现：
22.【加试题】为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系，小明设计了如图所示的装置。半径为L的圆形金属导轨固定在水平面上，一个长也为L、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴OO上，由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面，大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面內，并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触，导轨间距为L，底部接阻值也为R的电阻，处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接。当开关S断开，棒cd静止时，弹簧伸长量为x0；当开关S闭合，电动机以某一转速匀速转动，棒cd再次静止时，弹簧伸长量变为x（不超过弹性限度）。不计其余电阻和摩擦等阻力，求此时
（1）通过棒cd的电流Icd；
（2）电动机对该装置的输出功率P；
（3）电动机转动角速度ω与弹簧伸长量x之间的函数关系。
一、背景思考（基于知识点的综合考查）
此题为浙江省2016年10月物理选考卷中的第22题（共23题），主要考查了电磁感应，恒定电流，静力学，功能关系四类知识点，显然这是一道综合性较强的题目。电磁感应中的转动切割类问题，在近五年的理综高考和近两年的物理选考中出现了3次，频率之高，使老师和学生对此引起了极大的关注。该题的出题内容和命题方向给我们带来了无限的猜想和想象空间，在此基础上叠加的电路结构和受力分析，无形中也增加了一定的难度。解题突破口不是从原因（电磁感应）出发，而是从结果（受力平衡）出发，使许多学生措手不及。基于知识点的综合考查，考查方向的多变性，既是合情的，也是合理的。

二、第（2）题的解题思考（基于解题思路的“再三反思”）
反思一：选考提供的答案，正确与否？（审题析题需审视整体）
1、选考提供的参考答案：
开关S闭合，当金属棒ab逆时针转动时，产生感应电流，对应的电路如图二所示，ab作为电源E，金属棒cd和另一电阻R并联。故电路总电阻 ，又因为总电流 （注：电流Icd已在第（1）题中得到），所以得到 。（注：对ab棒列式，克服安培力做功的功率也可得到此答案。）
2、对参考答案的思考：
电动机工作时，需要关注两个功率：输入功率和输出功率。如果设外电源对电动机的输入功率为 ，电动机内部由于摩擦和内阻需消耗功率 ，则电动机的输出功率 。

从能量守恒和能量转换的角度理解，电动机的输出功率等于图二所示的电路的总能量。电路除了电源内阻和外电阻产生的热量之外，还有电源E（ab棒）匀速转动时的动能，即电动机对该装置的输出功率 。显然选考提供的答案中没有考虑到金属棒ab的运动动能 ，故参考答案有待商榷。
3、笔者建议的答案：
整个电路产生的热量：
对金属棒ab取微元， ， ， ，ab棒的总动能为各微元的动能之和，即：
因为 ，所以 ，故可得 。
综上所述，电动机对该装置的输出功率
反思二：学生建立解题模型，缘由何来？（解题破题需建立模型）
据调查反馈，学生解决此小题基本全部使用了参考答案提供的解法步骤。为什么学生想到的都是此类解法，而没有考虑金属棒ab的动能？笔者再三思考，想到了一道题目，见例题。
见图三，一匀速转动的足够长的传送带，速度为V，左端轻轻地放上一质量为m的物体A。设A与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度取g，求：放上物体A后，为保持传送带仍能以速度V匀速转动，电动机在整个过程中对传送带多做的功。
思路分析：传送带已在匀速转动的前提下，静放物体A，导致传送带受到A阻力而减速，但电动机为了保持传送带匀速转动，必须多提供能量以克服阻力做功。根据此思路，可求出电动机在整个过程中对传送带多做的功， 。
从能量的角度考虑，物体A从静止到速度为V的过程中，系统（传送带和物体）多出了摩擦热能和A的动能，即电动机在整个过程中对传送带多做的功 。
如果求电动机对传送带做的功，除了热能和A动能外，还须加上传送带的动能，即 。
综上所述，笔者认为2016年10月浙江物理选考22题中的第（2）问的参考答案，真的有问题。
反思三：学生解决此类问题，如何举一反三？（能力素养在反思中成长）
解题的过程是提出问题，分析问题，解决问题的过程。在提出问题中审题，在分析问题中破题，在解决问题中思题，努力在思维中做到举一反三，提升自身的解题能力。
1、注重基础，关注重点知识块
“对于基础知识，既要全面又要突出重点”，“考查基础知识、基本技能和基本物理能力的掌握程度”，因此，教师在教学中要注重通性通法，淡化特殊技巧，力求让学生熟练掌握解决问题的常规方法。事实上，浙江卷近五年的高考大题基本上都有一题“电磁感应类”，以此散发出去，涉及力学，电学，能量等。因此，课堂教学中还是应该注重主要知识块的教学。
2、注重思维，提高破题能力
本试题具有高考卷大题的普遍特点：从生活生产出发，将多个系统经过简化和改造，变成一个新的组合体进行知识点和能力的考查，具备实际，可行，朴实的特点，充分体现了物理“从生活中来，到生活中去”的意义。
要解决此类问题，对考生物理语言的阅读、理解、转化等能力提出了较高要求。“以能力立意命题的指导思想，将知识、能力和素质融为一体，全面检测考生的素养。”在平时教学中，教师需要引领学生对物理本质的反思，对物理思想的总结，有意识地培养学生将大题、难题转化为一串简单问题的能力，将知识点分散在各个小问题中，经过整理和审析，引导学生找到破题的切入口。其实在审题过程中，也是“举一反三”的过程，理清各知识点的纵向联系与横向联系，建立多座桥梁，使思路四通八达。高考题每年都在变，不变的是物理本质、思想、方法、不变的是提高学生的分析问题，解决问题的能力和素养。
由考生的答题看见考生对物理知识的“贯通”，由考生的审题反思教师对物理教学的“融会”。注重基础知识和基本技能，重视物理思想和本质，让课堂教学尽显物理本色。
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更新时间：2025/2/10 19:22:41