陳慶賀

【摘? ?要】一輪復(fù)習(xí)考學(xué)生，二輪復(fù)習(xí)考老師。高考二輪復(fù)習(xí)，時間緊、任務(wù)重、考試多、信息亂，如何通過短短的一兩個月時間，更加高效地幫助學(xué)生把書讀薄，把知識系統(tǒng)化、綱領(lǐng)化，如同漁網(wǎng)一樣，撒得開、收得攏，是對老師教學(xué)智慧和專業(yè)能力的重大考驗。本文以“二極管”為例，利用簡單的物理模型，巧妙地串聯(lián)起相關(guān)物理知識，既注重對學(xué)生基本知識與基本技能的訓(xùn)練，又注重對學(xué)生思維品質(zhì)與解題能力的提升，以期實現(xiàn)二輪的有效復(fù)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】二輪復(fù)習(xí);物理模型;二極管

“二極管”在粵教版教材中一共出現(xiàn)過兩次，第一次是在物理選修3-1《第二章 電路》的第四節(jié)“認識多用電表”中的一個學(xué)生實驗“判斷二極管的質(zhì)量和極性”，通過實驗來讓學(xué)生了解二極管的單向?qū)щ娦?第二次是在物理選修3-2《第三章 傳感器》的第四節(jié)“用傳感器制作自控裝置”中的“資料活頁”。雖然“二極管”在教材中的戲份不多，但是由于二極管在各種電子產(chǎn)品中廣泛存在，與我們的日常生活息息相關(guān)，物理學(xué)科核心素養(yǎng)要求學(xué)生能關(guān)注生活、關(guān)注科技進步，所以“二極管”在高考題中也時有出現(xiàn)，包括2013年廣東理綜卷的第36題、2014年全國卷的第21題、2015年山東理綜卷的第19題等，雖然難度不是很大，但是由于老師重視不夠、學(xué)生感覺陌生，所以得分率較低。

在高中階段，通常把具有單向?qū)щ娦缘亩O管視為理想二極管，即認為二極管的正向電阻為零、反向電阻無窮大，這個特點使得二極管在電路中具有豐富的應(yīng)用。在高三二輪復(fù)習(xí)中，可以充分利用二極管的單向?qū)щ娦?，巧妙地設(shè)計例題，層層深入地挖掘二極管的應(yīng)用，不僅能夠把大量電學(xué)知識串聯(lián)起來，而且在解決問題時還能直面問題的本質(zhì)，考驗學(xué)生對核心知識的掌握程度，對提升學(xué)生的思維品質(zhì)極有幫助。

例1.如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不計，二極管可視為理想二極管，燈泡的額定電壓等于電源電動勢。則開關(guān)閉合后，小燈泡能正常工作的是（? ?）

設(shè)計意圖：這道題目是關(guān)于二極管的簡單應(yīng)用，側(cè)重考察了二極管的單向?qū)щ娦?，加深學(xué)生對直流電路中串、并聯(lián)知識以及對斷路、短路的理解。難度不大，純屬熱身問題。答案選AC。

例2.如圖所示，D是一個理想二極管，平行板電容器AB內(nèi)部原有一帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)兩極板A和B間的距離增大的瞬間（兩極板仍平行），帶電微粒P的運動情況及電容器兩極板間電壓和兩極板上帶電量的變化情況是（? ?）

A.帶電量減少

B.因與電源相連，所以電壓不變

C.電場強度增大

D.P仍靜止不動

設(shè)計意圖：在這道題目中，涉及了直流電路與平行板電容器的相關(guān)知識，屬于“電容器動態(tài)分析”這一內(nèi)容。因為學(xué)生對“電容器的動態(tài)分析”的分析流程應(yīng)該比較熟悉，所以題目初看起來難度不大。但是正因為如此，如果學(xué)生只是簡單地記憶了結(jié)論“電容器跟電源相連時電壓不變”，就很容易誤選了B選項從而導(dǎo)致整個題目失分。實際上，由于二極管具有單向?qū)щ娦赃@一特點，當(dāng)電流從a流向b時，電容器與電源相連，兩極板間電壓不變，電容器的帶電量會增加;當(dāng)電流“想”從b流向a時，二極管截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開，電容器的帶電量不變。因此，電容器兩板間的帶電量只能增加不能減少。正確答案為D。此題還可以把條件作出如下改動：（1）“當(dāng)兩極板A和B間的距離減小的瞬間（兩極板仍平行）”（選BC）;（2）“當(dāng)兩極板A和B錯開一些的瞬間（極板間距離不變，兩極板仍平行）”（選C），以供學(xué)生進一步鞏固相關(guān)知識。

例3.圖中T是繞有兩組線圈的閉合鐵芯，線圈的繞向如圖所示，D是理想二極管，金屬棒ab可在兩金屬導(dǎo)軌上沿導(dǎo)軌滑行，磁場方向垂直紙面向里。若電流計G中有電流通過，則ab棒的運動可能是（? ?）

A.向左勻速運動

B.向右勻速運動

C.向左勻加速運動

D.向右勻減速運動

設(shè)計意圖：利用二極管，把知識從直流電路引向電磁感應(yīng)。在題目中，二極管只是起著判斷感應(yīng)電流方向的作用，但借助這一特點，題目主要考察學(xué)生對“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”以及“右手定則”“楞次定律”等重點知識的理解，綜合性比較強，學(xué)生不認真審題的話，容易被題目嚇懵。正確答案為C。

例4.如圖為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計，外電路接有電阻R、理想交流電流表 和二極管D。二極管D具有單向?qū)щ娦?，即正向電阻為零，反向電阻無窮大。下列說法正確的是（? ?）

A.交流電流表的示數(shù)I=

B.一個周期內(nèi)通過R的電荷量q=

C.R兩端電壓的有效值U=

D.圖示位置電流表的示數(shù)為0

設(shè)計意圖：繼電磁感應(yīng)后，再次利用二極管引出交變電流的相關(guān)知識。在這道題目中，仍以二極管的單向?qū)щ娦宰鳛榍腥朦c，通過分析可得，用下圖所示的波形圖來表示外接電阻R兩端電壓的瞬時值。通過題目，有效地考察了對交變電流有效值的定義與非正弦式交流電有效值的計算方法、交流電路中“四值”的應(yīng)用以及電荷量的計算方法。

例5.如圖所示電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n：n=22：5，原線圈接u=220sin100πt（V）的交變電流，電阻R=R=25Ω，D為理想二極管，則（? ?）

A.電阻R兩端的電壓為50V

B.二極管的反向耐壓值應(yīng)大于50V

C.原線圈的輸入功率為200W

D.通過副線圈的電流為3A

設(shè)計意圖：借助二極管的單向?qū)щ娦?，把交變電流與理想變壓器相結(jié)合，特別是考察了學(xué)生對交變電流有效值計算的理解，即題目中的D選項。交變電流的“有效值”是這樣定義的：如果交流電與某一直流電通過同一電阻，在相同的時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等，則這個直流電的電流、電壓值就分別稱為相應(yīng)交流電的電流、電壓的有效值。在定義中一定要保證“三同”：同一個電阻，相同的時間，發(fā)熱量相同。大部分學(xué)生在計算時未能正確把握其中含義，只是生搬硬套地使用公式，則容易把副線圈的電流錯算成A。正確答案應(yīng)該為BD。

例6.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n：n=22：1，原線圈接在電壓有效值為220V的正弦式交流電源上，副線圈連接理想電壓表V、交流電流表A、理想二極管D和電容器C。下列說法正確的是（? ?）

A.交流電壓表的示數(shù)為10V

B.電容器不斷充電和放電，所帶電荷量不斷變化

C.穩(wěn)定后電流表的讀數(shù)為零

D.穩(wěn)定后電容器兩極板間的電勢差始終為10V

設(shè)計意圖：把二極管再次與電容器相結(jié)合，綜合考察學(xué)生對二極管單向?qū)щ娦耘c電容器充、放電的理解，也考察了學(xué)生對直流含容電路的處理。解答此題常見錯誤主要有二：一是認為交流電壓表的示數(shù)與穩(wěn)定后電容器兩極板間的電勢差相等，AD只能選擇其中之一;二是認為電容器接交變電壓，應(yīng)該會不斷充電和放電，所帶電量會不斷變化，電流表讀數(shù)不為零。其實，在本題中，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，相?dāng)于使電容器C處于一直流電路當(dāng)中，電容器只能充電，穩(wěn)定后電容器兩極板間的電勢差始終為副線圈輸出電壓的最大值10v。正確答案為ACD。

綜上所述，通過二極管這一電子元件的單向?qū)щ娦裕选峨娐贰贰峨妶觥贰峨姶鸥袘?yīng)》《交變電流》等章節(jié)的重點、熱點知識有機地串聯(lián)起來，引導(dǎo)學(xué)生重視對物理情景的細致分析、對物理模型的靈活建構(gòu)、對物理概念的準確理解、對物理規(guī)律的精確把握、對物理方法的深入體會，培養(yǎng)了學(xué)生正確、靈活地運用所學(xué)的物理知識來解決實際問題的能力，實現(xiàn)從“解題”到“解決問題”的轉(zhuǎn)變，從而不斷地促進和培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，真正地使二輪復(fù)習(xí)更加有效、更加高效。