对2014年高考新课标Ⅱ卷第21题的建模分析

程兴业刘毅强*

(东北育才学校高中部辽宁 沈阳110179)

指导教师：刘毅强(1973-)，男，中教高级，主要从事高中物理教学及研究.

摘 要：2014年高考新课标Ⅱ卷第21题有一定的难度和区分度，是一道很有价值的题目，但此题有一个选项存在争议.通过对此题进行多种不同的模型建构，可以解释得出不同结论的原因，进而体会到模型建构对于题目解答的重要性.

关键词：理想变压器整流式电表空载电流

收稿日期：(2015-04-17)

作者简介：*程兴业(1997-)，男，在读高中生.

1原题目

如图1，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1，n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串接后接到副线圈的两端.假设该二极管正向电阻为零，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，电流表的读数变小

C.负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大

D.将二极管短路，电流表的读数加倍

图1

参考答案给出的答案是B,D.本题的A,B,C项普遍没有争议，故本文单独讨论D项所涉及的物理模型及物理问题.

2模型建构

2.1理想变压器

众所周知，理想变压器需满足的理想化条件为：(1)无漏磁;(2)无铜损;(3)无铁损.以上3个条件使得理想变压器本身不会消耗功率，即原、副线圈功率相等.于是对于理想变压器均有

U1I1=U2I2

更加严格的表述为

U1I1cosφ1=U2I2cosφ2

其中φ1，φ2分别是原、副线圈上电压与电流的相位差.

副线圈断路(空载)时，I2=0，其功率为零，则原线圈的功率也……