董　耀

(江蘇省鎮(zhèn)江科技新城實(shí)驗(yàn)學(xué)校，江蘇　鎮(zhèn)江　212000)

品味高考真題探析命題趨勢(shì)——解讀江蘇高考靜電學(xué)試題

董耀

(江蘇省鎮(zhèn)江科技新城實(shí)驗(yàn)學(xué)校，江蘇鎮(zhèn)江212000)

摘要：近3年江蘇高考物理試卷中均出現(xiàn)了靜電學(xué)知識(shí)的試題，本文對(duì)其進(jìn)行品味、分析，試圖總結(jié)出命題特點(diǎn)，以期對(duì)高中物理教學(xué)有所啟發(fā).

關(guān)鍵詞：高考物理；靜電學(xué)；定性；定量

2014年江蘇高考物理試題第4題涉及靜電學(xué)知識(shí)，筆者試從定性判斷和定量計(jì)算兩方面進(jìn)行分析，并對(duì)近3年相關(guān)試題進(jìn)行總結(jié)，試圖探索靜電學(xué)的命題特點(diǎn)，以期對(duì)高中物理教學(xué)有所啟發(fā).

1試題表述

圖1

如圖1所示，一圓環(huán)上均勻分布著正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過圓心O.下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說法中正確的是().

A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最低

B.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最高

C.從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，電勢(shì)升高

D.從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，電勢(shì)降低

2定性判斷

(1)由電場(chǎng)強(qiáng)度判斷

運(yùn)用微元法，將圓環(huán)分割成無限個(gè)微小線元，每一線元皆可視為一個(gè)點(diǎn)電荷，任一線元在O點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度ΔE,由對(duì)稱性可知在相對(duì)圓心對(duì)稱位置的另一線元在O點(diǎn)等大反向的電場(chǎng)強(qiáng)度ΔE′,故O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E=0,而x軸上任意一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度非零，無窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為零.

(2)由電勢(shì)高低判斷

把該圓環(huán)視為點(diǎn)電荷，電場(chǎng)線發(fā)散，由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低知：O點(diǎn)電勢(shì)最高，從O點(diǎn)沿x軸正方向電勢(shì)逐漸降低.

綜上可知：正確選項(xiàng)為B.

3定量計(jì)算

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的定量計(jì)算

圖2

(2)電勢(shì)的定量計(jì)算

由靜電場(chǎng)的電勢(shì)疊加原理知：點(diǎn)電荷所激發(fā)的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)建立的電勢(shì)的代數(shù)和.

4拓展分析

作為高考題,該題難度適宜，通過定性判斷即可解決.筆者認(rèn)為此題可以增加以下幾個(gè)探究問題，作為競(jìng)賽的試題.

(1)從O點(diǎn)沿x軸正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度E是否存在最大值，如果有，求在何處有最大值；如果沒有，請(qǐng)說明理由.

(2)試分析從O點(diǎn)沿x軸正方向電場(chǎng)強(qiáng)度E的變化.

(3)理論說明為何當(dāng)x遠(yuǎn)大于R時(shí)，圓環(huán)可以視為點(diǎn)電荷.

5近三年江蘇高考靜電學(xué)命題分析

例2(2012年江蘇高考物理試題第1題):真空中，A、B兩點(diǎn)與點(diǎn)電荷Q的距離分別為r和3r，則A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為().

A.3∶1B.1∶3C.9∶1D.1∶9

解析：由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可知，A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比為9∶1，C正確.

分析近三年的高考真題,不難發(fā)現(xiàn)江蘇高考物理在靜電學(xué)試題命制方面具有幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)由點(diǎn)電荷向非點(diǎn)電荷演變

人教版教材有關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的疊加與計(jì)算,主要研究點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng),而2014年江蘇高考物理試題第4題則是均勻帶電圓環(huán),反映了高考對(duì)靜電學(xué)部分能力要求的提高.旨在要求考生把較復(fù)雜問題分解為若干個(gè)比較簡(jiǎn)單的問題，結(jié)合具體問題找出物理量在數(shù)學(xué)上的關(guān)系，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理推導(dǎo)求解，進(jìn)而解決物理問題.

(2)由一維向二維、三維過渡

從近三年江蘇高考物理試題設(shè)置上不難發(fā)現(xiàn)靜電學(xué)部分由2012年第1題到2013年第3題，再到2014年第4題，從題目所處位置來看，逐年后移;難易程度來看，逐年加深.逐漸的從一維到二維再至三維立體空間.三年的三道問題，層次感分明.對(duì)學(xué)生的空間思維能力要求提高.

6對(duì)高中物理教學(xué)的啟發(fā)

2014版江蘇高考物理考試說明中明確說明：電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算最多考慮兩個(gè)電場(chǎng)的疊加,而今年的江蘇高考物理試題第4題顯然不僅僅是兩個(gè)電場(chǎng)的疊加，但卻可以轉(zhuǎn)化為兩個(gè)電場(chǎng)的疊加進(jìn)行處理.這啟發(fā)我們?cè)谖锢斫虒W(xué)中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注對(duì)稱性關(guān)系，化“綱外”為“綱內(nèi)”，化繁為簡(jiǎn)，進(jìn)而充分培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，以期實(shí)現(xiàn)由知識(shí)立意向能力立意的轉(zhuǎn)化.

參考文獻(xiàn)：

[1]高安民.歷年靜電學(xué)高考題的命題變化趨勢(shì).物理教師，2012，(6).

[2]馬文蔚.物理學(xué)(上冊(cè)).北京:高等教育出版社，2006.