【摘要】本文針對2011年全國高考新課標(biāo)卷中涉及磁場的部分考題進(jìn)行分析,借以得出對磁場教學(xué)的一些啟示。
【關(guān)鍵詞】磁場教學(xué);新課標(biāo);物理
本文針對2011年全國高考新課標(biāo)卷中涉及磁場的部分考題進(jìn)行分析,借以得出對磁場教學(xué)的一些啟示。
一、選擇題為中低難度題,以基礎(chǔ)知識及基本方法的運(yùn)用為主
例(1)海南10題(題略)。
賞析:本題是一道考查帶電粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)題目。使用半徑公式 和運(yùn)動(dòng)時(shí)間公式 ( 為轉(zhuǎn)過的圓心角)進(jìn)行判斷。
啟示一:基礎(chǔ)知識和基本方法是解決問題的根本,基礎(chǔ)知識的理解、掌握要在細(xì)、實(shí)上狠下功夫。首先對于帶電粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是洛倫茲力要分析透徹,使學(xué)生領(lǐng)會(huì)到位,然后由牛頓第二定律列方程得出軌道半徑公式,再由圓周運(yùn)動(dòng)知識求出周期公式,運(yùn)動(dòng)時(shí)間公式,并且致力于運(yùn)用并在運(yùn)用中加深對知識的理解,才能更好地把握基礎(chǔ)知識和基本方法。
二、計(jì)算題突出知能并重的考查,選拔性強(qiáng)
例(2)安徽23題(題略)。
賞析:解答(1)問先要根據(jù)左手定則判斷帶電粒子受洛倫茲力沿 軸負(fù)方向,再由平衡條件判斷出電場力方向沿 軸正方向,得出電場強(qiáng)度沿 軸正方向;電場力大小與洛倫茲力大小相等求出電場強(qiáng)度的大小。第(3)問僅有磁場時(shí),帶電粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),要求出粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,就必須要先求出軌跡對應(yīng)的圓心角,這需要找圓心作出軌跡圖,再由幾何關(guān)系、三角函數(shù)求解。但是在求解軌道半徑時(shí)卻設(shè)置了障礙,電量和原來的速度未知,需要由(1)、(2)兩問中的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行求解,考查學(xué)生分析綜合能力、推理能力。
啟示二:從上例可見,新課改試卷依然注重對基礎(chǔ)知識的考查,強(qiáng)調(diào)對基本方法和基本能力的掌握。在課堂教學(xué)中,必須自始至終把知識要點(diǎn)、基本方法落到實(shí)處,使學(xué)生熟練地掌握帶電粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的公式和確定軌跡圓心的方法,并要求學(xué)生養(yǎng)成用工具作圖的好習(xí)慣,這樣便于找準(zhǔn)幾何關(guān)系。
例(3)江蘇15題(題略)。
賞析:本題考查帶電粒子在電場中的加速和磁場中的偏轉(zhuǎn)問題。題干較長,考生如果不能從冗長的題干中獲取有用的信息,搞不清粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)過程,或應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的能力差將無法順利解答此題。加速器如回旋加速器、直線加速器等在平時(shí)的教學(xué)中就沒有少講少練,而該題的加速器是同學(xué)們沒有見過的,能很好地考查學(xué)生用學(xué)習(xí)過的方法解決陌生且有難度的問題的能力。在解第(1)問時(shí)考生要明白兩點(diǎn):一是粒子的質(zhì)量增加了 ,其在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期也要增加 ;二是由于不計(jì)粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,在 時(shí)刻將該粒子從a孔處靜止釋放時(shí)加速電壓是U0,第二次加速時(shí),由于在磁場中的運(yùn)動(dòng)周期增加了 ,粒子再次從a孔進(jìn)入電場加速時(shí)的電壓不再是U0而是該時(shí)刻對應(yīng)的電壓 ,然后由動(dòng)能定理求解。第(2)問中,弄清在磁屏蔽管中粒子作勻速直線運(yùn)動(dòng),再經(jīng)過磁偏轉(zhuǎn)使速度方向發(fā)生900改變,并不難畫出磁屏蔽管的位置。第(3)問難度較大,一要清楚粒子在連續(xù)被加速的次數(shù)最多并且在 時(shí)也被加速的情況下,最終獲得的動(dòng)能才最大;二要清楚只有在 時(shí),粒子才會(huì)被加速,才能計(jì)算出最多連續(xù)被加速的次數(shù) 次;三要由歸納法得出粒子由靜止開始被加速的時(shí)刻 ,(n=0,1,2,......),并且計(jì)算出對應(yīng)時(shí)刻的加速電壓,在根據(jù)動(dòng)能定理求最大動(dòng)能的過程中又涉及數(shù)學(xué)等差數(shù)列的知識。
啟示三:該題是關(guān)于帶電粒子在電場和磁場中交替運(yùn)動(dòng)的問題,只有掌握好帶電粒子在獨(dú)立的電場及磁場中的解題方法,才能做好組合場的問題,同時(shí)還要善于分析物理過程和情景,熟練地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題。在平時(shí)的教學(xué)中除了使學(xué)生學(xué)會(huì)處理帶電粒子在獨(dú)立的電場、磁場中的運(yùn)動(dòng),還要通過綜合性組合場問題培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、分析能力、綜合能力、推理能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力,同時(shí)有一定困難的題目也能很好地培養(yǎng)學(xué)生勇于克服困難的意志。
三、彰顯新課改理念,注重理論聯(lián)系實(shí)際的能力考查
例(4)北京23題(題略)
賞析:該題以化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域中,利用電場和磁場將比荷不同的離子分開為背景,設(shè)置了一個(gè)帶電粒子在電場中加速和磁場中偏轉(zhuǎn)的問題。第(1)問由動(dòng)能定理即可求出;第(2)問的關(guān)鍵是考生能不能抓住和“質(zhì)譜儀”有關(guān)問題相同;第(3)問則要清楚兩種質(zhì)量不同的離子在 邊上落點(diǎn)區(qū)域的寬度都等于狹縫的寬度d,再將兩種離子落在 邊上并被完全分離的條件轉(zhuǎn)換為幾何關(guān)系 及 的最大值滿足 ,從而求出狹縫的最大寬度。
啟示四:考試大綱中要求要著重考查學(xué)生的知識、能力和科學(xué)素養(yǎng),注重理論聯(lián)系實(shí)際,注重科學(xué)技術(shù)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)系,注重物理知識在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。新課程高考在這些方面的考題屢見不鮮,如山東25題“扭擺器”、天津12題“回旋加速器”等,所以在平時(shí)的教學(xué)中一定要加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]蔣華.談?wù)劇洞艌?、磁感線》的教學(xué)[J]. 科學(xué)咨詢,2008(24).