2014高考理综课标Ⅱ21题选项D辨析-三稿.pdfVIP

第 1 页 共 7 页 2014 高考理综课标Ⅱ21 题选项 D 辨析 秋杨树 袁卫民 （河北大学 河北 保定 071002） （保定二中 河北 保定 071000） 原题:如图1所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1，n2．原线圈通 过一理想电流表○A 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后 接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为 零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得 a，b 端和 c，d 端的电压分别为 Uab 和 Ucd，则 A．Uab:Ucd=n1:n2 B．增大负载电阻的阻值 R，电流表的读数 图 1 变小 C．负载电阻的阻值越小，c d 间的电压 Ucd 越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍 原高考题给出的答案是 B 和 D. 自2014年高考过后至今（2015年高考已过）对 这道题的讨论从未停止，分歧 主要在判断选项 D 的对与错.讨论中还出现了“功率哪儿去了？是否有悖能量守 恒?”的疑问,和“是否存在无用功！”的猜测，以及“电流表的读数指的是什么？ ” 等，诸多问题.笔者在这里只想对这些问题做些分析，而不是给出什么结论，错 讹之处还请不吝指正. 1 学生如何作答 1.1 一个真实的案例 近期我们组织保定二中高二五班的学生做了此题，并要求把解题思路写出来. 现选择一份有代表性（作者石滕宇同学）的解法摘录如下： 设变压器的输出电压为 U2，则 Uab:U2=n1:n2.由于二极管具有单向导电性，使 得 c d 端的电压 Ucd＜U2，因此选项 A 错误;理想变压器中，输出电压由输入电压 决定，因此可知不管负载电阻的阻值如何变化，只要输入电压不变，则变压器的 输出电压不变，进而可得 c d 间的电压 Ucd 不变，选项 C 错误；而增大负载电阻 的阻值 R 时，Ucd 不变，则负载电阻的功率减小，可知变压器的输出功率变小， 第 1 页 共 7 页 第 2 页 共 7 页 因此变压器的输入功率变小;变压器的输入电压 Uab 不变，可知电流表的读数变 小，选项 B 正确;将二极管短路，则变压器的输出功率增加一倍，因此变压器的 输入功率增加一倍，变压器的输入电压 Uab 不变，可知电流表的读数加倍，选项 D 正确. 笔者说明:中学变压器教学重点强调了变压规律、变流规律及三个决定关系 （输入电压决定输出电压、输出功率决定输入功率、输出电流决定输入电流）. 而本题涉及了二极管的单向导电性.根据考题要求，学生解答本题只需定性分析 即可,尤其本题是多项选择题（题目说明“有多项符合题目要求”），既然选项 A 和 C 很容易判断是错误的，从而很自然选择 B 和 D.而对于 D 选项学生难以做出深 入分析，关于全波电压和半波电流时的电功率如何计算，中学从不涉及.所以学 生只能根据输出功率决定输入功率，原线圈的电压不变，从而得出二极管短路时 功率加倍则电流加倍，判断 D 选项正确.因此从中学教学实际来看学生认为 D 选 项正确也就不足为奇了. 1.2 换位思考,中学生可能给出的合理答案 题目说得很清楚“假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大”，这 就是说二极管相当一个“开关”,交流电正半周时“闭合”，电路导通；负半周时 “切断”，电路截止.次级电流在二极管被短路时