深入挖掘能量关系 展现学科核心素养
——评析2017年北京高考压轴题

崔 琰 马朝华

(1. 北京市海淀区教师进修学校，北京 100195； 2. 北航实验学校中学部,北京 100083)

深入挖掘能量关系展现学科核心素养
——评析2017年北京高考压轴题

崔 琰1,2马朝华1

(1. 北京市海淀区教师进修学校，北京 100195； 2. 北航实验学校中学部,北京 100083)

2017年北京高考的理综卷24题,即压轴题,以发电机和电动机为基本素材,结合中学物理教学实际,对模型进行适当改造和简化,不仅将电流、电源、牛顿运动定律、功能关系、电磁感应等基本概念和规律融入其中,深入考查学生对概念和规律的理解,还重点考查了学生建立物理模型并用恰当的研究方法进行推理和论证的能力．其设计思路体现了物理观念(运动观念、相互作用和能量观念)和科学思维(模型建构、科学推理和科学论证)两大物理学科核心素养,对物理教学具有非常好的指引作用．

原题.发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性．直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景．

图1

图2

在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计．电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动．

图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用．图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I．

(1) 求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电……