亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        電磁感應(yīng)現(xiàn)象中與電容器相關(guān)的高考題分析

        2022-04-15 01:25:12黃子恒
        物理之友 2022年2期
        關(guān)鍵詞:情境學(xué)生

        鄧 艾 黃子恒

        (湖北省武漢市吳家山中學(xué),湖北 武漢 430040)

        1 2021年1月浙江省高考第21題分析與思考

        1.1 原題呈現(xiàn)

        圖1

        (1) 求著陸裝置接觸到月球表面后瞬間線框ab邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E;

        (2) 通過(guò)畫等效電路圖,求著陸裝置接觸到月球表面瞬間流過(guò)ab的電流I0;

        (3) 求船艙勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v;

        (4) 同桌小張認(rèn)為在磁場(chǎng)上方、兩導(dǎo)軌之間連接一個(gè)電容為C的電容器,在著陸減速過(guò)程中還可以回收部分能量,在其他條件均不變的情況下,求船艙勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v′和此時(shí)電容器所帶電荷量q。

        1.2 試題解析

        (1) 導(dǎo)軌相對(duì)線框具有向下的速度v0,因此整個(gè)裝置接觸月球表面后瞬間線框ab邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E0=Blv0。

        圖2

        1.3 試題考查內(nèi)容分析

        第(1)問(wèn)是考查導(dǎo)體棒切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv的簡(jiǎn)單應(yīng)用。看似簡(jiǎn)單,學(xué)生在應(yīng)用公式時(shí)會(huì)存在疑慮:既然著陸裝置接觸到月球表面后瞬間線框速度減為零,為什么還要計(jì)算ab邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)?學(xué)生要充分理解題目創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題情境,即船艙與線框作為著陸裝置的兩個(gè)部分,這兩個(gè)部分在著陸瞬間具有相對(duì)速度,使得閉合回路磁通量發(fā)生變化,最終使得ab邊具有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

        第(2)問(wèn)是考查恒定電流中串并聯(lián)電路知識(shí),著重對(duì)高中階段閉合電路歐姆定律中內(nèi)外電路關(guān)系進(jìn)行了考查。學(xué)生對(duì)于這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀不規(guī)則、原理復(fù)雜的著陸裝置,在審題時(shí)存在一定的膽怯心理。但是第(1)、(2)問(wèn)的設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生理清題意,撥云見日。

        第(4)問(wèn)引入了電容器,結(jié)合恒定電流的內(nèi)容,由于電容器兩端的電壓等于路端電壓。剛開始船艙的速度變大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大,使得船艙對(duì)電容器充電。從能量轉(zhuǎn)化的角度理解,著陸裝置的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電容器的電能儲(chǔ)。因此電容器影響整個(gè)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,但是從動(dòng)力學(xué)角度講:船艙穩(wěn)定狀態(tài)動(dòng)力學(xué)方程不變。

        1.4 試題評(píng)價(jià)

        本題以科技前沿問(wèn)題——嫦娥五號(hào)成功實(shí)現(xiàn)月球登陸為背景。嫦娥五號(hào)探測(cè)器是在2020年11月份成功發(fā)射,本次高考是2021年1月舉行,可以說(shuō)高考試題的情境來(lái)源很新。以我國(guó)引以為豪的探月工程在近期取得的重大突破為情境進(jìn)行命題,激發(fā)了學(xué)生的民族自豪感。

        在思維流程設(shè)置上,以著陸裝置的設(shè)計(jì)為話題展開一系列與電磁感應(yīng)有關(guān)的物理問(wèn)題的探討,從以小明、小張同學(xué)的視角展開具體問(wèn)題的研究與探討,這樣的表達(dá)形式具有一定的趣味性與時(shí)代感,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。從整體上看,問(wèn)題的提出貼合實(shí)際需求(探測(cè)器最終肯定要在月球上著陸,如何平穩(wěn)著陸),問(wèn)題的情境符合實(shí)際狀況(月球上沒(méi)有空氣,沒(méi)有阻力,與地球表面存在很大的不同),問(wèn)題的解決貼近物理學(xué)科主干知識(shí)(電磁感應(yīng)是高中階段的核心內(nèi)容)。

        在試題內(nèi)容的設(shè)計(jì)上,以圖片加文字的形式詳細(xì)介紹著陸裝置的空間結(jié)構(gòu)、電阻信息、初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及著陸過(guò)程中速度變化,考查學(xué)生的理解能力;其中緩沖彈簧在整個(gè)解題過(guò)程中并沒(méi)有用到,看似無(wú)意義但細(xì)細(xì)想來(lái)彈簧的出現(xiàn)實(shí)則是對(duì)真實(shí)情境的還原,如果著陸裝置以較大速度直接撞擊月球表面,瞬間產(chǎn)生的撞擊力會(huì)不會(huì)損壞探測(cè)器?

        在問(wèn)題的梯度設(shè)置上,層層遞進(jìn),由淺入深。從法拉第電磁感應(yīng)定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用,到閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,再到牛頓第二定律的應(yīng)用、含電容器電路的動(dòng)力學(xué)關(guān)系,都是對(duì)高中階段主干知識(shí)的考查。整題的已知條件中沒(méi)有具體的數(shù)字,全部都是字母,因此計(jì)算量不大,主要考查學(xué)生的科學(xué)推理能力。通過(guò)不同層級(jí)的問(wèn)題創(chuàng)設(shè),激發(fā)學(xué)生探索欲望,考查學(xué)生將具體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理模型的構(gòu)建能力與靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

        從問(wèn)題設(shè)置的方式上看,緊緊圍繞與電磁感應(yīng)相關(guān)的幾個(gè)典型問(wèn)題進(jìn)行設(shè)問(wèn)。以月球?yàn)楸尘?,先考查學(xué)生對(duì)物體在月球表面運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)力學(xué)關(guān)系的理解與運(yùn)用。雖然不難,但是考查學(xué)生的適應(yīng)性,很多學(xué)生建立方程時(shí)依然會(huì)當(dāng)作在地球上一樣處理重力。學(xué)生在平時(shí)做題時(shí)要避免思維僵化,切忌漠視題目創(chuàng)設(shè)的具體情境。此外,最后一問(wèn)中以能量的回收利用為切入點(diǎn),穿插對(duì)電容器的考查??梢钥闯?個(gè)不同角度的問(wèn)題的提出切換很平滑,思維的過(guò)渡也較自然。同時(shí)關(guān)注能量的回收利用,激發(fā)學(xué)生對(duì)能源可持續(xù)發(fā)展的思考,進(jìn)一步突出對(duì)核心素養(yǎng)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的考查。

        1.5 教學(xué)建議

        (1) 教師在平時(shí)的教學(xué)中要關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境(STSE)方面的前沿話題??梢钥紤]在研究性學(xué)習(xí)中提出一些小課題,讓學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)資源搜索一些基本信息進(jìn)行分享交流達(dá)到擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)視野、了解社會(huì)、關(guān)注環(huán)境、重視應(yīng)用的目的[1]。同時(shí)也能使學(xué)生在考場(chǎng)上遇到這樣的情境化題目時(shí)感到不陌生,審題時(shí)多一份自信。

        (2) 把握主干知識(shí),重視思維能力的提升。從上述必備知識(shí)的分析可知,基本都是與電磁感應(yīng)相關(guān)常規(guī)問(wèn)題的探討,每個(gè)問(wèn)題的設(shè)置都是對(duì)高中物理主干知識(shí)的考查,沒(méi)有很偏很怪的問(wèn)題,但是創(chuàng)設(shè)的新情境給學(xué)生造成一定的困擾。因此在平時(shí)的教學(xué)中我們不能將學(xué)生訓(xùn)練成做題的機(jī)器,應(yīng)該在“魚”與“漁”之間做出決擇,教會(huì)學(xué)生分析問(wèn)題的思維方法很重要。在把握主干知識(shí)的前提下,我們要重視學(xué)生在新情境下對(duì)信息的解讀能力、模型建構(gòu)能力、綜合分析能力以及靈活應(yīng)變能力。

        2 2017年天津高考第14題分析

        實(shí)際上學(xué)生對(duì)在導(dǎo)體棒切割磁感線形成電流的閉合電路中含電容器時(shí)能量轉(zhuǎn)化的具體過(guò)程、導(dǎo)體棒動(dòng)力學(xué)關(guān)系的理解不到位,甚至害怕分析。下面以2017年天津卷高考題為例進(jìn)行總結(jié)與整理。

        2.1 原題呈現(xiàn)

        電磁軌道炮利用電流和磁場(chǎng)的作用使炮彈獲得超高速度,其原理可用來(lái)研制新武器和航天運(yùn)載器。電磁軌道炮示意如圖3,圖中直流電源電動(dòng)勢(shì)為E,電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l,電阻不計(jì)。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài),并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開關(guān)S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),MN開始向右加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)MN上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩極板間的電壓相等時(shí),回路中電流為零,MN達(dá)到最大速度,之后離開導(dǎo)軌。求:

        圖3

        (1) 磁場(chǎng)的方向;

        (2)MN剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大??;

        (3)MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量Q。

        2.2 試題解析

        (1) 電容器充電后上板帶正電,下板帶負(fù)電,放電時(shí)通過(guò)MN的電流由M到N,欲使炮彈射出,安培力應(yīng)沿導(dǎo)軌水平向右,根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。

        2.3 試題考查內(nèi)容分析

        (1) 以電磁軌道炮為背景,以電容器的充放電過(guò)程考查學(xué)生對(duì)電磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化的理解。以MN導(dǎo)軌在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為模型,考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象中相互作用的分析與理解。

        (2) 第(2)問(wèn)承接第(1)問(wèn),進(jìn)一步考查牛頓第二定律與安培力的定量計(jì)算。

        (3) 第(3)問(wèn)難度比較大,屬于“爬坡題”。集中考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象與電容器結(jié)合的初態(tài)與穩(wěn)態(tài)過(guò)程的綜合能力的分析。學(xué)生首先要進(jìn)行過(guò)程分析,在未達(dá)到最大速度前,電路中存在兩個(gè)方向的電流:一是電容器不斷放電,放電電流由M流向N;二是MN在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),切割磁場(chǎng)產(chǎn)生由N流向M的感應(yīng)電流。初始時(shí)刻放電電流大于感應(yīng)電流,導(dǎo)體棒MN一直加速。當(dāng)放電電流等于感應(yīng)電流時(shí),導(dǎo)體棒MN所受安培力為零,速度達(dá)到最大。其次要選用合適的規(guī)律與定理,解題關(guān)鍵是利用動(dòng)量定理將導(dǎo)體棒的初速度與末速度關(guān)聯(lián)起來(lái),再利用電流的定義進(jìn)一步與電容器的放電電荷量關(guān)聯(lián)起來(lái)。

        3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中含電容器的試題命題特點(diǎn)

        電容器作為電磁學(xué)章節(jié)中一種重要的元件,不同于電阻。電阻與電流的關(guān)系以歐姆定律U=IR表征,是線性關(guān)系。電容器與電流的關(guān)系,在高中階段不做硬性要求,在課本上直接以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的形式展示,充電過(guò)程中電流隨時(shí)間的變化圖線為曲線,實(shí)際呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。一般針對(duì)含恒定電源、電容器未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的中間過(guò)程不作定量計(jì)算的要求,多半結(jié)合電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性動(dòng)態(tài)分析。但是針對(duì)含恒定的電壓源的電路中電容器初態(tài)與穩(wěn)態(tài),一般結(jié)合電容器的基本定義式及電容器兩個(gè)極板上電壓的特點(diǎn),以定量計(jì)算形式進(jìn)行考查。

        猜你喜歡
        情境學(xué)生
        情境引領(lǐng)追問(wèn)促深
        不同情境中的水
        快把我哥帶走
        《李學(xué)生》定檔8月28日
        電影(2018年9期)2018-11-14 06:57:21
        趕不走的學(xué)生
        護(hù)患情境會(huì)話
        護(hù)患情境會(huì)話
        護(hù)患情境會(huì)話
        學(xué)生寫話
        特定情境,感人至深
        日本一二三区免费在线| 亚洲欧美日韩中文字幕网址| 亚洲免费无毛av一区二区三区| 国产夫妻精品自拍视频| 亚洲成av人片天堂网无码| 国产丝袜无码一区二区三区视频 | 国产亚洲精品国产福利在线观看| 亚洲产在线精品亚洲第一页| 色熟妇人妻久久中文字幕| 无码任你躁久久久久久老妇| 国产成人国产在线观看入口| 蜜桃在线观看免费高清完整版| 国产av一区二区毛片| 国产精品永久免费| 亚洲产国偷v产偷v自拍色戒| 美女露屁股无内裤视频| 国产精品亚洲精品国产| 亚洲av鲁丝一区二区三区黄| 丝袜AV在线一区二区三区| 亚洲区1区3区4区中文字幕码| 一区二区三区激情免费视频| 日韩欧美人妻一区二区三区| 99热这里有免费国产精品| 三级日本午夜在线观看| 久久精品国产亚洲超碰av| 国产激情内射在线影院| 亚洲国产欧美另类va在线观看| 99亚洲女人私处高清视频| 亚洲精品中文幕一区二区| 韩国v欧美v亚洲v日本v| 97人妻无码免费专区| 美女主播福利一区二区| 女人被男人躁得好爽免费视频 | 久天啪天天久久99久孕妇| 亚洲精品中文字幕导航| 边喂奶边中出的人妻| 午夜tv视频免费国产区4| 国产精品黑丝美女av| 国产成人午夜福利在线观看| 国产精品久久久av久久久| 亚洲视频一区二区久久久|