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如何应对物理试卷中的文字叙述作答题?(1)
2012.08.07 22:56

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早在2007年,就有学生问我这样的问题,“如何应对物理试卷中的文字作答题?”我那个时候还做过系统的总结;当然,这个总结也是本文的主题内容。

这里提到的文字作答题主要是出现在实验题中,不过近几年解答题也有一些要求文字作答的。结合近几年北京地区的模拟考题和高考原题,王尚给大家如下解题建议,仅供学习参考。

应对物理考试

(1)从基本公式或推导式入手,把具体的物理量、物理知识点与题目问题联系起来。

我们以2009年北京高考理综物理第23题(下载)的解答为例说明这种情况。请注意题干中红色字体部分。

(18分)单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极 和c,a、c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时,在电极a、c的间出现感应电东势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。文章源自王尚物理博客。
(1)已知D=0.40m,B=2.5×10-3T,Q=0.123/s,设液体在测量管内各处流速相同,试求E的大小(π取3.0)
(2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查,原因是误将测量管接反了,既液体由测量管出水口流入,从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装,请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法;
(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为 R,a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r为参量,给出电极a、c间输出电压U的表达式,并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。

我们来分析一下,红笔的文字叙述题如何来求解。

在第一问中,我们能求解出来如下推导式:

公式我们要“使显示仪表的流量指示变为正值”,需要改变E的方向即可,而由公式可知,E与B、π、Q、D这四个量有关系,而唯一具有方向属性的,只有B这一个物理量,因此最简单的回答便是让磁场B反向,而B是如何产生的呢,是有原电源产生的。因此,我们可以这样来做回答:

有(1)中E的决定关系可知,B的方向改变必然会改变E的正负,而B的方向又是由通电线圈决定的,因此(可依据右手定则)改变通电线圈所接电源的两极,可使磁场B方向发生改变,进而改变感应电动势,即可令仪表的流量指示变为正值。

综上,改良措施:对调通电线圈所接电源的两极。

另外,还有另外一个办法,那就是将传感器输出端与接入显示仪表的接线对调。大家可以课下自己去练习一下这种情况叙述语言的组织。

我们来看第二问。经过计算,有如下的公式:

物理公式

我们的问题是“说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响”。

有上面的计算式可看出,r变化相应的U也随之变化。r的变化导致的U变化会引起测量不准确,希望U准确,必定得让r前面的系数接近于零。这是数学思想,大家考虑下。

在实际流量不变的情况下,仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U的变化而变化,增大R,使R远大于 r,(也就是说r前面的系数接近于0了,对系统影响不大了)则U≈E;这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。

参考作答叙述如下:

我们的目的是让r的变化对U的影响微弱,使得U≈E(测量精准)。有上述公式的U与E、r的决定关系可知,当R非常大的时候(或者说r/R接近于0的时候),r的变化对U影响就非常小,U≈E;也就是降低了其对仪表示数的影响。

综上,改良措施:增大R的数值。

我们可以早回过头去看一下以上两个问题的黑体字部分的作答。在上面两个文字叙述题的解答中,笔者都是牢牢依据“推导式”,“课本基本的物理现象”,“定理定律”,“物理量之间的函数关系”这四个要点来作答的;我相信,这样的文字作答也是阅卷老师希望看到的。

本文未完,就先写这些,大家可以在博客(右上角)的搜索栏搜索:

如何应对物理试卷中的文字叙述作答题?(2)

继续阅读。(2)这篇文章,我明天(2012/08/08)写。

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