彭红明

【摘要】“交流电”是高考的稳定的考点，2021年八省适应性考试的各省物理试题，几乎都考察了“交变电流”知识点。作为与日常生活密切相关的“交流电”，试题的命制体现核心主干知识。在复习教学中，还应该建立适当情境，向生产和现代科技进行拓展延伸。

【关键词】交变电流;主干知识;关键能力

2021年广东等八省（第三批）的高考综合改革将落地实施，为使考生、中学和招生院校了解高考新方案下的考试招生模式，八省于2021年1月下旬举行了普通高考适应性测试（简称八省联考，下同）。由于新高考命题不再设有考试大纲和考试说明，而是以新版课程标准（2017版制订、2020年修订）和高考评价体系为依据，故联考的试题不论是命题形式、命题内容、命题思想都为高三后期复习备考指明了方向。虽然物理等六科作为省级学业水平考试的等级考试，但分数直接加入高考录取总分，故仍被视为高考试题。“交变电流”作为传统的高考热门考点，本次联考有六个省份对这一内容进行命题，下面对涉及的“交变电流”试题进行分析，启示后期高效复习备考。

一、 联考中的“交变电流”试题

由上表不难看出，相关省份的试题命制均聚焦于核心主干知识，重点集中在“交变电流的产生和描述”“变压器和电能的输送”两个方面，考察内容有交变电流的图象、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值关系以及变压器的构造和原理、基本关系（功率关系、电压关系、电流关系）、远距离输电、理想变压器的动态分析等知识。其中，交流电的产生、变压器的变压比（或变流比）、能量关系则是最核心的知识。

变压器作为与我们现代生活最为密切的设备，出现在高考中是可预期的，试题可以考查学生的物理观念，如物质观，能量观和变化观，进而引导中学教学要加强培养学生的科学思维和科学探究素养。

二、广东卷“交变电流”试题评析

广东卷设置了一道电子点火试题，以真实物理情境考察学生对“交变电流”板块知识的掌握程度。原题如下：

【例1】科学中心某款手摇点火器原理如图1所示.当钢针和金属板间瞬时电压超过5000 V时可以产生电火花.己知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为0.25 m2，共50匝，不计内阻.变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1 ： 100.下列说法正确的是（ ）

A.线圈转速等于2 r/s时，点火器可以产生电火花

B.线圈转速等于4 r/s时，点火器可以产生电火花

C.电压表的示数为5 V时，点火器可以产生电火花

D.电压表的示数为25 V时，点火器可以产生电火花

答案： B

评析：本题考察了交流电的产生、交流电“四值”中峰值有效值及其关系、变压器的电压与匝数的关系等知识点。题目通过创设问题情境，加强对基本概念、基本原理、基本思想方法的考查，情境材料新颖，聚焦主干知识，重视核心主干，强调必备知识，注重物理学科关键能力考察。

选项考察形式，A与B选项、C与D选项高度相似，答案摒弃了“二选一”传统思维，要在计算的基础上进行判断，选项进行了学科内、章节间的综合，延续了全国高考试题解答选择题的选项特点，具有一定的传承性。

本题可以拓展复习如下知识点：穿过线圈的磁通量、磁通量变化率，电动势的最大值和电小值。电动势的瞬时值表达式，线圈旋转一个周期内，钢针和金属板间产生电火花持续的时间等。

三、“交变电流”复习备考启示

情境化试题是考查学生物理学科核心素养的重要载体。近年来高考物理命题一直注重生产生活、现代社会及科技发展的试题情境，2021年高考将继续优化试题情境，增强试题的开放性、灵活性、创新性和思维性，凸显物理学科在解决实际问题特别是重大科技问题中的应用价值。

物理学科考察情境分为生产生活实践问题情境和学习探索情境。生活实践情境为真实的工农业生产和现代科技情境，而学习探索问题情境则包括源于教材情境的素材改编。

（一）基于生活实践的真实实验情境拓展

【例2】图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电壓，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表。当变压器副线圈两端电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。

解析：本情境问题可以结合“转换器”的设置，复习巩固变压器是针对交流电的应用;通过交流电函数图像的识别和应用，结合变压器变压比，可以判断出点火的条件。若不考虑变压器的损耗，没有磁损失，穿过原、副线圈的磁通量之比为1：1，副线圈得到的电功率等于原线圈的功率，由此可以复习理想变压器的能量关系。本题与“拓展1”在形式上相似。

（二）源于教材情境的学习探索问题情境问题拓展

源于教材情境的素材改编的试题，有助于引导教学回归教材基本内容，考察学生对物理基本概念、规律的理解和应用，引导教学重视考生学科核心素养的培养。

近年来“交变电流”板块的考察，有些试题是直接或间接（改编）教材各栏目的素材。2020年版广东新教材对“交流电”板块编写进行了很大幅度的改动，教材中涉及“风力发电”“无线充电”等习题和例题，注重基本概念基本理论的应用、强调学科内综合能力的考查角度，也有可能通过设置学习探索问题情境题的形式在高考中涉及。

【例3】如图甲为手机无线充电工作原理示意图，它由充电板中的送电线圈和手机内的受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为N=50匝，电阻r=1.0 Ω，在它的c、d两端接一阻值R=9.0 Ω的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化规律如图乙所示，可在受电线圈中产生正弦式交变电流。则

A.交流电压表的示数为9 V

B.无线充电1分钟，电阻R上接受电能为1080 J

C.从t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量为2×10-3 C

D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失

本题以新教材例题和练习题“无线充电”为情境，考察了交流电的产生、描述及其关系，基于变压器原理的充电原理以及能量关系。“无线充电”是一种新技术，已在部分新能源汽车中开始使用。题目源于教材，又不囿于教材，多方面考察“交流电”知识点。

交变电流的产生、图像和函数关系式描述、交流电的“四值”、变压器、远距离输电等是必备知识，还需进一步关注科技进步和日常生活实践的情境化应用，实现对“核心价值、学科素养、关键能力”的考查。

参考文献：

[1]教育部考试中心.高考评价体系[M].人民教育出版社，2019.

[2]杨学为.高考评价体系解读（2020）[M].社会科学文献出版社，2020.

[3]杨学为.高考政策与命题解读（2020）[M].社会科学文献出版社，2020.

[4]程力，李勇.新时代的高考定位与内容改革实施路径[J].中国考试，2019（12）.