巧用二级结论快速解决物理高考问题

文/广州市第八十九中学 张振锋

所谓“物理二级小结论”就是一个特定的物理过程在基本概念、基本规律下导出的特定关系、结论和一些基本数据1，它是解题方法的归纳和提升，有助于学生理解和应用物理有关知识点，提升答题速度和准确率。

以解决通电直导线之间相关安培力问题为例：（2017年高考全国卷第19题）如图1，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。下列说法正确的是（）

图1

A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直

B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直

C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为

D.L1、L2和L1单位长度所受的磁场作用力大小之比为

分析：此题属于中等难度题目，考查知识点包括安培定则、左手定则、矢量的平行四边形法则等，考查学生对电磁知识综合能力的应用。

如果借用两平行通电直导线“同向吸引，异向排斥”（证明略）二级结论，只需要2步就可以快速解决此题，步骤如下：

（1）根据两平行通电直导线“同向吸引，异向排斥”结论分别判断L2和L3对L1的作用力，因为L2和L3电流大小相等，与L1距离相等，可以判断出两力大小相等，设为F安（如图2）

图2

（2）根据力的平行四边形法则对两安培力进行合成，根据两安培力大小相等，方向夹角为120°可以判断出合力也为F安，方向与L2和L3的所在平面平行（如图3）

图3

利用传统方法，此题需要应用安培定则和左手定则，至少用三个步骤方能解决此题，当然也可以单独判断L1受到的每个磁场的安培力，再对安培力进行合成，但仍需要三个步骤。很多学生容易混淆安培定则和左手定则的左右手使用，导致本题出现判断错误。利用两平行通电直导线“同向吸引，异向排斥”二级结论回避了安培定则和左手定则，只需要进行力的合成，思维量和能力要求明显下降，不仅可以快速判断A选项的对错，还可以快速得出CD答案的结果。

1.二级小结论具有快捷性。采用二级小结论解决物理问题可以减少思维量，降低解题难度，节约解题时间，提高解题正确率。例如，用“平抛运动（类平抛运动）物体速度偏转角正切值是位移偏转角正切值二倍”结论解决下面这道高考题：（2018年高考全国Ⅲ卷第17题）在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（）

A.2倍 B.4倍

C.6倍 D.8倍

采取“平抛运动（类平抛运动）物体速度偏转角正切值是位移偏转角正切值二倍”结论可以快速得出此题答案：

如图4所示，设速度的偏转角为φ，物体位移偏转角大小等于斜面倾斜角θ因为tanφ＝2tanθ，θ不变，φ不变根据、可知，v、与v0成正比根据题目条件甲初速度是乙初速度2倍，可以快速得出

图4

2.二级小结论具有普适性。物理二级小结论是解题方法的总结和提炼，不仅仅可以解决个别题目，它具有普适性和推广性，例如“两条平行通电直导线同向吸引异向排斥”结论可以解决大部分平行通电直导线安培力问题，使用起来方便快捷。

物理二级小结论是指我们在教育教学中，由教材现有的物理概念、物理规律和原始公式进行归纳提炼、或运用数学推导，得到的在一定条件下成立的结论2，主要针对于某些固定的情景和模型，使用时切忌死搬硬套，而是要建立在理解的基础上灵活应用，学生过度依赖二级结论，容易思维僵化，不利于学生培养解决物理问题的能力。

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