對一道高考題答案的質(zhì)疑與驗(yàn)證

陳博文

(山東省寧陽一中2015級(25)班 271400)

2014高考全國新課標(biāo)Ⅱ卷第21題如下：

如圖1所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端；假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大；用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則( ).

A.Uab∶Ucd=n1∶n2

B.增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小

C.負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大

D.將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍

參考答案為BD，其中對D選項(xiàng)的解釋為：

輸入電壓U1不變，根據(jù)得電流表讀數(shù)加倍，D正確．

而班內(nèi)部分同學(xué)的另一種解法為：

整流前的交流電流為正弦交變電流，經(jīng)過二極管整流后變?yōu)榘氩ㄕ麟娏?，如圖2所示.

以上兩種方法確得出不同的結(jié)論，到底哪一種解法正確呢？

我認(rèn)為D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的，參考答案有問題.以下是我的一些觀點(diǎn)及結(jié)論，同大家商榷.

一、理論推導(dǎo)

1.試題中交流電流表的示數(shù)是什么值

對于交流電，不同構(gòu)造原理的交變電流表的所測的值也不同.交流電表分為磁電式、電磁式和電動(dòng)式三種，其中磁電式電流表只能測正弦交變電流的有效值，電磁式和電動(dòng)式可以測量任意電流的有效值(其原因后面解釋).此處暫且按高中物理新課標(biāo)3-2第35頁所指“交流電表的示數(shù)是有效值”，認(rèn)為試題中交流電流表的示數(shù)是有效值.

2.在交變電流中，P=UI并非在任何交流電路中都適用

其一，P=UI只適用于計(jì)算純電阻電路的實(shí)際功率，它是P=UIcosθ的θ=0的特殊形式，θ為電壓和電流的相位差.若是非純電阻電路，例如元件是一個(gè)純電感，由于電流滯后電壓，故雖然U和I都不為零，但其實(shí)際功率卻為P=UIcos0=0.如果此時(shí)再用P=UI則大錯(cuò)特錯(cuò)了.故P=UI在交流電路計(jì)算中不是萬能的.

2.一點(diǎn)想法

2014年高考距今已三年，但我發(fā)現(xiàn)各種學(xué)習(xí)資料上均將上述錯(cuò)誤的參考答案沿用至今，甚至網(wǎng)上也鮮有提及此錯(cuò)誤，是否缺少質(zhì)疑精神?

另外，呼吁同學(xué)們在學(xué)習(xí)物理的時(shí)候千萬不能生搬硬套公式，要學(xué)會(huì)活學(xué)活用，避免刻舟求劍，盲目擴(kuò)大其適用范圍.

參考文獻(xiàn)：

[1]張大昌，彭前程，張維善.高中新課標(biāo)物理選修3-2[M]. 北京：人民教育出版社，2006.

[2]海角天涯1994.關(guān)于交流電壓表測有效值的問題[DB/OL]. http: / / www.docin. com/ p -1001795772. html.