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【摘 要】一轮复习考学生，二轮复习考老师。高考二轮复习，时间紧、任务重、考试多、信息乱，如何通过短短的一两个月时间，更加高效地帮助学生把书读薄，把知识系统化、纲领化，如同渔网一样，撒得开、收得拢，是对老师教学智慧和专业能力的重大考验。本文以“二极管”为例，利用简单的物理模型，巧妙地串联起相关物理知识，既注重对学生基本知识与基本技能的训练，又注重对学生思维品质与解题能力的提升，以期实现二轮的有效复习。
【关键词】二轮复习;物理模型;二极管
“二极管”在粤教版教材中一共出现过两次，第一次是在物理选修3-1《第二章 电路》的第四节“认识多用电表”中的一个学生实验“判断二极管的质量和极性”，通过实验来让学生了解二极管的单向导电性;第二次是在物理选修3-2《第三章 传感器》的第四节“用传感器制作自控装置”中的“资料活页”。虽然“二极管”在教材中的戏份不多，但是由于二极管在各种电子产品中广泛存在，与我们的日常生活息息相关，物理学科核心素养要求学生能关注生活、关注科技进步，所以“二极管”在高考题中也时有出现，包括2013年广东理综卷的第36题、2014年全国卷的第21题、2015年山东理综卷的第19题等，虽然难度不是很大，但是由于老师重视不够、学生感觉陌生，所以得分率较低。
在高中阶段，通常把具有单向导电性的二极管视为理想二极管，即认为二极管的正向电阻为零、反向电阻无穷大，这个特点使得二极管在电路中具有丰富的应用。在高三二轮复习中，可以充分利用二极管的单向导电性，巧妙地设计例题，层层深入地挖掘二极管的应用，不仅能够把大量电学知识串联起来，而且在解决问题时还能直面问题的本质，考验学生对核心知识的掌握程度，对提升学生的思维品质极有帮助。
例1.如图所示的电路中，电源内阻不计，二极管可视为理想二极管，灯泡的额定电压等于电源电动势。则开关闭合后，小灯泡能正常工作的是（ ）
设计意图：这道题目是关于二极管的简单应用，侧重考察了二极管的单向导电性，加深学生对直流电路中串、并联知识以及对断路、短路的理解。难度不大，纯属热身问题。答案选AC。
例2.如图所示，D是一个理想二极管，平行板电容器AB内部原有一带电微粒P处于静止状态。当两极板A和B间的距离增大的瞬间（两极板仍平行），带电微粒P的运动情况及电容器两极板间电压和两极板上带电量的变化情况是（ ）
A.帶电量减少
B.因与电源相连，所以电压不变
C.电场强度增大
D.P仍静止不动
设计意图：在这道题目中，涉及了直流电路与平行板电容器的相关知识，属于“电容器动态分析”这一内容。因为学生对“电容器的动态分析”的分析流程应该比较熟悉，所以题目初看起来难度不大。但是正因为如此，如果学生只是简单地记忆了结论“电容器跟电源相连时电压不变”，就很容易误选了B选项从而导致整个题目失分。实际上，由于二极管具有单向导电性这一特点，当电流从a流向b时，电容器与电源相连，两极板间电压不变，电容器的带电量会增加;当电流“想”从b流向a时，二极管截止，相当于开关断开，电容器的带电量不变。因此，电容器两板间的带电量只能增加不能减少。正确答案为D。此题还可以把条件作出如下改动：（1）“当两极板A和B间的距离减小的瞬间（两极板仍平行）”（选BC）;（2）“当两极板A和B错开一些的瞬间（极板间距离不变，两极板仍平行）”（选C），以供学生进一步巩固相关知识。
例3.图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D是理想二极管，金属棒ab可在两金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里。若电流计G中有电流通过，则ab棒的运动可能是（ ）
A.向左匀速运动
B.向右匀速运动
C.向左匀加速运动
D.向右匀减速运动
设计意图：利用二极管，把知识从直流电路引向电磁感应。在题目中，二极管只是起着判断感应电流方向的作用，但借助这一特点，题目主要考察学生对“产生感应电流的条件”以及“右手定则”“楞次定律”等重点知识的理解，综合性比较强，学生不认真审题的话，容易被题目吓懵。正确答案为C。
例4.如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表 和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（ ）
A.交流电流表的示数I=
B.一个周期内通过R的电荷量q=
C.R两端电压的有效值U=
D.图示位置电流表的示数为0
设计意图：继电磁感应后，再次利用二极管引出交变电流的相关知识。在这道题目中，仍以二极管的单向导电性作为切入点，通过分析可得，用下图所示的波形图来表示外接电阻R两端电压的瞬时值。通过题目，有效地考察了对交变电流有效值的定义与非正弦式交流电有效值的计算方法、交流电路中“四值”的应用以及电荷量的计算方法。
例5.如图所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n：n=22：5，原线圈接u=220sin100πt（V）的交变电流，电阻R=R=25Ω，D为理想二极管，则（ ）
A.电阻R两端的电压为50V
B.二极管的反向耐压值应大于50V
C.原线圈的输入功率为200W
D.通过副线圈的电流为3A
设计意图：借助二极管的单向导电性，把交变电流与理想变压器相结合，特别是考察了学生对交变电流有效值计算的理解，即题目中的D选项。交变电流的“有效值”是这样定义的：如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同的时间内所产生的热量相等，则这个直流电的电流、电压值就分别称为相应交流电的电流、电压的有效值。在定义中一定要保证“三同”：同一个电阻，相同的时间，发热量相同。大部分学生在计算时未能正确把握其中含义，只是生搬硬套地使用公式，则容易把副线圈的电流错算成A。正确答案应该为BD。
例6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n：n=22：1，原线圈接在电压有效值为220V的正弦式交流电源上，副线圈连接理想电压表V、交流电流表A、理想二极管D和电容器C。下列说法正确的是（ ）
A.交流电压表的示数为10V
B.电容器不断充电和放电，所带电荷量不断变化
C.稳定后电流表的读数为零
D.稳定后电容器两极板间的电势差始终为10V
设计意图：把二极管再次与电容器相结合，综合考察学生对二极管单向导电性与电容器充、放电的理解，也考察了学生对直流含容电路的处理。解答此题常见错误主要有二：一是认为交流电压表的示数与稳定后电容器两极板间的电势差相等，AD只能选择其中之一;二是认为电容器接交变电压，应该会不断充电和放电，所带电量会不断变化，电流表读数不为零。其实，在本题中，由于二极管具有单向导电性，相当于使电容器C处于一直流电路当中，电容器只能充电，稳定后电容器两极板间的电势差始终为副线圈输出电压的最大值10v。正确答案为ACD。
综上所述，通过二极管这一电子元件的单向导电性，把《电路》《电场》《电磁感应》《交变电流》等章节的重点、热点知识有机地串联起来，引导学生重视对物理情景的细致分析、对物理模型的灵活建构、对物理概念的准确理解、对物理规律的精确把握、对物理方法的深入体会，培养了学生正确、灵活地运用所学的物理知识来解决实际问题的能力，实现从“解题”到“解决问题”的转变，从而不断地促进和培养学生的物理学科素养，真正地使二轮复习更加有效、更加高效。
【关键词】二轮复习;物理模型;二极管
“二极管”在粤教版教材中一共出现过两次，第一次是在物理选修3-1《第二章 电路》的第四节“认识多用电表”中的一个学生实验“判断二极管的质量和极性”，通过实验来让学生了解二极管的单向导电性;第二次是在物理选修3-2《第三章 传感器》的第四节“用传感器制作自控装置”中的“资料活页”。虽然“二极管”在教材中的戏份不多，但是由于二极管在各种电子产品中广泛存在，与我们的日常生活息息相关，物理学科核心素养要求学生能关注生活、关注科技进步，所以“二极管”在高考题中也时有出现，包括2013年广东理综卷的第36题、2014年全国卷的第21题、2015年山东理综卷的第19题等，虽然难度不是很大，但是由于老师重视不够、学生感觉陌生，所以得分率较低。
在高中阶段，通常把具有单向导电性的二极管视为理想二极管，即认为二极管的正向电阻为零、反向电阻无穷大，这个特点使得二极管在电路中具有丰富的应用。在高三二轮复习中，可以充分利用二极管的单向导电性，巧妙地设计例题，层层深入地挖掘二极管的应用，不仅能够把大量电学知识串联起来，而且在解决问题时还能直面问题的本质，考验学生对核心知识的掌握程度，对提升学生的思维品质极有帮助。
例1.如图所示的电路中，电源内阻不计，二极管可视为理想二极管，灯泡的额定电压等于电源电动势。则开关闭合后，小灯泡能正常工作的是（ ）
设计意图：这道题目是关于二极管的简单应用，侧重考察了二极管的单向导电性，加深学生对直流电路中串、并联知识以及对断路、短路的理解。难度不大，纯属热身问题。答案选AC。
例2.如图所示，D是一个理想二极管，平行板电容器AB内部原有一带电微粒P处于静止状态。当两极板A和B间的距离增大的瞬间（两极板仍平行），带电微粒P的运动情况及电容器两极板间电压和两极板上带电量的变化情况是（ ）
A.帶电量减少
B.因与电源相连，所以电压不变
C.电场强度增大
D.P仍静止不动
设计意图：在这道题目中，涉及了直流电路与平行板电容器的相关知识，属于“电容器动态分析”这一内容。因为学生对“电容器的动态分析”的分析流程应该比较熟悉，所以题目初看起来难度不大。但是正因为如此，如果学生只是简单地记忆了结论“电容器跟电源相连时电压不变”，就很容易误选了B选项从而导致整个题目失分。实际上，由于二极管具有单向导电性这一特点，当电流从a流向b时，电容器与电源相连，两极板间电压不变，电容器的带电量会增加;当电流“想”从b流向a时，二极管截止，相当于开关断开，电容器的带电量不变。因此，电容器两板间的带电量只能增加不能减少。正确答案为D。此题还可以把条件作出如下改动：（1）“当两极板A和B间的距离减小的瞬间（两极板仍平行）”（选BC）;（2）“当两极板A和B错开一些的瞬间（极板间距离不变，两极板仍平行）”（选C），以供学生进一步巩固相关知识。
例3.图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D是理想二极管，金属棒ab可在两金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里。若电流计G中有电流通过，则ab棒的运动可能是（ ）
A.向左匀速运动
B.向右匀速运动
C.向左匀加速运动
D.向右匀减速运动
设计意图：利用二极管，把知识从直流电路引向电磁感应。在题目中，二极管只是起着判断感应电流方向的作用，但借助这一特点，题目主要考察学生对“产生感应电流的条件”以及“右手定则”“楞次定律”等重点知识的理解，综合性比较强，学生不认真审题的话，容易被题目吓懵。正确答案为C。
例4.如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表 和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（ ）
A.交流电流表的示数I=
B.一个周期内通过R的电荷量q=
C.R两端电压的有效值U=
D.图示位置电流表的示数为0
设计意图：继电磁感应后，再次利用二极管引出交变电流的相关知识。在这道题目中，仍以二极管的单向导电性作为切入点，通过分析可得，用下图所示的波形图来表示外接电阻R两端电压的瞬时值。通过题目，有效地考察了对交变电流有效值的定义与非正弦式交流电有效值的计算方法、交流电路中“四值”的应用以及电荷量的计算方法。
例5.如图所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n：n=22：5，原线圈接u=220sin100πt（V）的交变电流，电阻R=R=25Ω，D为理想二极管，则（ ）
A.电阻R两端的电压为50V
B.二极管的反向耐压值应大于50V
C.原线圈的输入功率为200W
D.通过副线圈的电流为3A
设计意图：借助二极管的单向导电性，把交变电流与理想变压器相结合，特别是考察了学生对交变电流有效值计算的理解，即题目中的D选项。交变电流的“有效值”是这样定义的：如果交流电与某一直流电通过同一电阻，在相同的时间内所产生的热量相等，则这个直流电的电流、电压值就分别称为相应交流电的电流、电压的有效值。在定义中一定要保证“三同”：同一个电阻，相同的时间，发热量相同。大部分学生在计算时未能正确把握其中含义，只是生搬硬套地使用公式，则容易把副线圈的电流错算成A。正确答案应该为BD。
例6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n：n=22：1，原线圈接在电压有效值为220V的正弦式交流电源上，副线圈连接理想电压表V、交流电流表A、理想二极管D和电容器C。下列说法正确的是（ ）
A.交流电压表的示数为10V
B.电容器不断充电和放电，所带电荷量不断变化
C.稳定后电流表的读数为零
D.稳定后电容器两极板间的电势差始终为10V
设计意图：把二极管再次与电容器相结合，综合考察学生对二极管单向导电性与电容器充、放电的理解，也考察了学生对直流含容电路的处理。解答此题常见错误主要有二：一是认为交流电压表的示数与稳定后电容器两极板间的电势差相等，AD只能选择其中之一;二是认为电容器接交变电压，应该会不断充电和放电，所带电量会不断变化，电流表读数不为零。其实，在本题中，由于二极管具有单向导电性，相当于使电容器C处于一直流电路当中，电容器只能充电，稳定后电容器两极板间的电势差始终为副线圈输出电压的最大值10v。正确答案为ACD。
综上所述，通过二极管这一电子元件的单向导电性，把《电路》《电场》《电磁感应》《交变电流》等章节的重点、热点知识有机地串联起来，引导学生重视对物理情景的细致分析、对物理模型的灵活建构、对物理概念的准确理解、对物理规律的精确把握、对物理方法的深入体会，培养了学生正确、灵活地运用所学的物理知识来解决实际问题的能力，实现从“解题”到“解决问题”的转变，从而不断地促进和培养学生的物理学科素养，真正地使二轮复习更加有效、更加高效。