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【疑难探索】如此命制试题会导向何方?

【疑难探索】如此命制试题会导向何方?
        高三老师问询下面一道题:

      小明将两个线圈如图4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为(    )

      命题人给的参考答案是C,这没有疑问。然而,就“方波”波形中出现圆润角的解释存在疑惑。

       有同事解释如下:上层线圈中会产生自感,即相当于给上层线圈通恒定电流瞬间会产生“通电自感”现象。

      笔者对此解释不是很认可,笔者认为,下层线圈对上层线圈的作用,这是互感现象,不能类比给上层线圈通恒定电流而产生自感现象。

       事实上,这两种解释,都没有深入到电路条件上去分析,故而两种解释很难说谁对谁错。

        笔者与DeepSeek进行了深度交流,交流后的结果呈现如下。

       副线圈连接的是示波器,而示波器的输入阻抗非常高,通常在1MΩ以上,因此副线圈的电流非常小,自感现象完全可以忽略不计。众所周知,现在的中学物理对示波器认知要求非常低,于是一线教师对示波器的各种电学参数不熟悉,这是不奇怪的事情。从这个意义上而言,本题不宜命制出来给高中生考,很遗憾这就是2026浙江省首考高考题。

       那么试题中方形波的圆润角如何解释呢?

      接入信号是三角波,然而与下层线圈构成回路后,下层线圈自感系数不是“无穷大”,电阻也不是很小,故而原线圈中的电流并不是输入信号“三角波”型,在“顶角”处会出现“圆润”现象。可见,如果非得用高中物理知识来解释,那么是原线圈出现自感现象,致使原线圈电流并不是理想的“三角波”型电流。

        从图4来看,两个线圈正是高中物理实验中“理想变压器实验”中原副线圈,从教材来看,可视为理想变压器。然而,果真如此,那么原线圈输入三角波,副线圈输出的也应该是三角波。

【真题讨论】对26年浙江首考物理14-II(3)的补充意见

      本题命制可能进行过真实实验,图C是在某种条件下的一次实验结果。但命题人并未认真研究这一实验条件,也没有考虑改变实验条件(例如输入三角波信号的频率、线圈的电感、直流电阻等电学量情况)又会是怎样的输出结果?

       可见,基于真实实验命制试题,需要命题人突破“结果”魔咒,而是充分分析实验条件与实验结果之间的关系,在命制试题时应当充分介绍实验条件,否则就可能命制出有争议的或犯科学性错误的试题。事实上,在做“教学用”或“命制试题用”实验时,实验者会陷入“一做就分明”“现象明显”的“结果”陷阱中,而未能深入分析实验条件对实验结果的影响。

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