穆善忠

(山東省梁山縣第一中學，山東 濟寧 272600)

對一道全國理綜高考題的質(zhì)疑

穆善忠

(山東省梁山縣第一中學，山東 濟寧 272600)

高考例題；理想變壓器原；副線圈；二極管；輸出功率；有效值的計算方法；相量計算法則；有功功率P和視在功率S

在近期教學過程中，本人在使用一道高考題作為例題講解時產(chǎn)生了疑惑：

一、原題分析

圖1

(2014全國理綜Ⅱ)如圖1，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過理想電流表A接正弦交流電源，一二極管和阻值為R的負載電阻串聯(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．增大負載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小

C．負載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大

D．將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍

二、質(zhì)疑辯解

這道題的原答案為BD，但筆者認為D選項是錯誤的.

原題解析基于以下理論：

若計算兩種情況下電阻R上發(fā)熱功率，可先計算在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q和Q′

若由公式P=UI可得，變壓器的輸出功率

一般認為，電阻上的功率變?yōu)樵瓉淼亩?，二極管上不消耗功率，為什么總功率不是原來的二倍呢？

圖4

其次，分析輸出電路中各部分的電壓波形，U2即為Ucd，Ucd波形如圖4所示，由圖示波形可計算電壓有效值：

從上述結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)：

由上述分析可以看出二極管的電壓與電阻上的電壓不是同時出現(xiàn)，可以認為他們的相位不同，因此，電壓的有效值不能直接相加，而計算功率時，也不能直接用公式P=UI來計算.

考慮到電壓的相位不同，處理這個題目就應(yīng)該使用相量計算法則.

在二級管未被短路時，因為：

圖5

S=UI

可以得出，輸出的有功功率與電阻上的功率相等

[1]鄧晶. 2011-2013年全國高考理綜(課程標準卷)生物試題的分析與思考[D].遼寧師范大學,2014.

[2]臧寧. 2010-2012全國高考理綜卷中物理試題的能力評價功能研究[D].河南大學,2013.

[3]李金海,楊松,曾兵芳. 2007～2012年高考理綜全國卷電化學試題統(tǒng)計分析[J]. 教育測量與評價(理論版),2013(05):55-58.

[責任編輯：閆久毅]

G632

A

1008-0333(2017)25-0065-02

2017-07-01

穆善忠(1973.10-)，男，山東省濟寧市梁山縣，中學一級教師，本科，從事中學物理教學.