2021年教师资格证《物理学科知识与教学能力》（高级中学）模拟试卷4

在Oyz平面内有一半径为R的圆环，均匀带有电荷量q，试计算圆环轴线(ox轴)上任意一点P处的电场强度及电势的大小。

阅读材料．根据要求完成教学设计任务。

材料一《普通高中物理课程标准(实验)》关于“电磁感应定律”的内容要求为：“收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。理解法拉第电磁感应定律。”

材料二某版本高中物理教科书关于“法拉第电磁感应定律”的部分教学内容如下：

穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，其中就有感应电流。既然有感应电流．电路中就一定有电动势。如果电路没有闭合，这时虽然没有感应电流，电动势依然存在。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。

感应电动势的大小跟哪些因素有关呢

在用导线切割磁感线产生的感应电流的实验中，导线运动的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流就越大：在向线圈中插入条形磁铁的实验中，磁铁的磁场越强、插入的速度越快．产生的感应电流就越大。这些经验向我们提示，感应电动势可能与磁通量变化的快慢有关，而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示。

材料三教学对象为高中二年级学生，学生已经学习了磁场、楞次定律等知识。

(1)简述法拉第电磁感应定律的内容。

(2)结合所给材料，完成“法拉第电磁感应定律”的教学设计，内容包括教学目标、教学过程。

阅读材料，根据要求完成教学设计任务。

材料：某高中物理教材“电磁振荡”一节有如下演示实验。

把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关照图14．2—1连成电路。

先把开关置于电源一边。为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电。观察电流表指针的变化。

任务：(1)说明教材所述“稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电。观察电流表指针的变化”的实验设计意图。

(2)基于该实验，设计一个包含师生交流的教学方案。

下面是一道作业题及某学生的解答。

习题：半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心0，装置的俯视图如图所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以速度OJ绕0逆时针匀速转动、转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g。求：

(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小：

(2)外力的功率。

解：(1)导体棒AB上的感应电动势的大小为

根据右手定则，感应电流的方向是从B端流向A端，因此电阻R的感应电流的方向是从C端流向D端。由欧姆定律可得通过R的感应电流的大小是

(1)指出作业中的错误并分析错误的原因。

(2)针对上述错误原因设计一个教学片段，帮助学生正确解决该问题。

案例：

在利用万有引力定律求解地球的质量时，赵老师的教学片段如下：

教师：同学们，我们已经学习过万有引力定律，而且也知道引力常量G的数值。那么我们就利用引力公式推导地球的质量。

老师对学生的这个方法，没有表扬，没有引导，也没有指出不足之处。而是说，用刚学过的万有引力定律求解。别乱想了。

学生们正思考之际，老师匆忙地给出了正确答案。比如，利用月球到地球的距离与月球绕地球转动的周期算出地球的质量。

学生2：老师，我想到了这个方法，但就是不知道哪个变量容易测量。

教师：回去仔细复习教材。把公式多推导几遍，就熟悉了……

问题：

(1)此教学片段，教师有哪些需要改进的地方。

(2)重新设计一个教学片段，引导学生掌握相关的物理知识。