2021年教师资格证《物理学科知识与教学能力》（高级中学）点睛试卷1

氢原子可以看成电子在平面内绕核做匀速圆周运动的带电系统。已知电子电荷为e．质量为me，圆周运动的速率为v，求圆心处磁感应强度的值B．

下面是一道作业题及某学生的解答。

题目：如图所示，一个半径为R的半球形的碗固定在桌面上，碗l：／水平，0点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根轻质细线跨在碗口上，线的两端分别系有小球A和B．当它们处于平衡状态时，小球A与0点的连线与水平线的夹角为60。

求：

(1)小球A与小球B的质量比mA；MB。

(2)现将A球质量改为2m,B球质量改为m，且开始时A球位于碗口C点，由静止沿碗下滑．当 A球滑到碗底时，两球的速率为多大?

解：

(1)设绳上拉力为T，碗对A球的弹力为N，根据对称性可得：N=T。由平衡条件：2Tcos30。=mAg对B球．受拉力与重力平衡得：T=mBg联立得：mA：Mb=／3：1

(2)当 A球滑到碗底时，A球下降的高度为R，B球上升的高度为／2R，根据机械能守恒定律有．

?

代入数据，解①、②两式即可求得两球的速率。

问题：

(1)指出错误，分析错误的原因，给出正解。(10分)

(2)给出教学思路，帮助学生掌握相关知识。(10分)

某教师在高中物理“磁感应强度”一课中用“探究影响通电导线受力的因素”的实验帮助学生理解磁感应强度的大小，下面是教学片段。教师．我们知道磁场对通电导线有作用力，下面我们通过实验来看一下磁感应强度的大小和哪些因素有关。

(学生阅读教材中的内容)

有电流通过时导线将摆动一个角度，通过摆动角度的大小可以比较导线受力的大小。分别接通“2、3，，和“l、4，，可以改变导线通电部分的长度。电流由外部电路控制。先保持导线通电部分的长度不变．改变电流的大小，然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两因素对导线受力的影响。

图3．2—1在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素

教师：下面我让较小的电流通过导体，观察导线由静止位置偏开的角度。若减小外部电路电阻．使导体中的电流变大，这个角度怎样变化?

(教师做实验，学生观察)

教师：同学们，从刚才的两次实验你能得出什么结论?

学生甲：电流变大，角度变大。

教师：好，这位同学看得很仔细。这个现象说明了什么?

学生乙：电流变大，磁体对通电导线的作用力变大。

教师：是这样的，这个实验说明磁场对通电导线的作用力和电流的大小成正比，其他同学还有什么看法吗?

学生丙：老师，通电导线周围也会产生磁场，随着电流的增大不会影响作用力的大小吗?

教师：这个不用考虑，按书上的就行了。我们再来看通电导线的长度和作用力大小的关系。

问题：(1)对上述教学片段进行评述；(15分)

(2)针对上述教学片段中的问题，提出改进的教学思路。(15分)

图3．2—1在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素

教师：下面我让较小的电流通过导体，观察导线由静止位置偏开的角度。若减小外部电路电阻．使导体中的电流变大，这个角度怎样变化?

(教师做实验，学生观察)

教师：同学们，从刚才的两次实验你能得出什么结论?

学生甲：电流变大，角度变大。

教师：好，这位同学看得很仔细。这个现象说明了什么?

学生乙：电流变大，磁体对通电导线的作用力变大。

教师：是这样的，这个实验说明磁场对通电导线的作用力和电流的大小成正比，其他同学还有什么看法吗?

学生丙：老师，通电导线周围也会产生磁场，随着电流的增大不会影响作用力的大小吗?

教师：这个不用考虑，按书上的就行了。我们再来看通电导线的长度和作用力大小的关系。

问题：(1)对上述教学片段进行评述；(15分)

(2)针对上述教学片段中的问题，提出改进的教学思路。(15分)

阅读材料．根据要求完成教学设计。

材料：

图示为某高中物理教材“欧姆定律”一节的“测量导体电流和电压”的实验。

演示

如图2．3—1．用电流表测量通过导体A的电流，用电压表测量A两端的电压。图中虚线框内是一个能提供可变电

压的电路(其原理将在以后讨论，在此暂不涉及)，调节滑动变阻器的滑片．可以得到关于导体A的几组电压、电流数

据．随后．换用另一个导体B代替A进行实验，又．-q-以得到关于导体B的多组电压、电流数据。

请你观察和记录实验数据，并在同一坐标系中作出A、

R的U-I图象。

任务

(1)说明教材所述“换用另一个导体8代替A进行实验，又可以得到关于导体B的多组电压、电流数据”的实验设计意图。(4分)

(2)基于该实验，设计一个包含师生交流的教学方案。(8分)

阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料一《普通高中物理课程标准(实验)》中关于交变电流的要求是：知道交变电流，能用函数表达式和图象描述交变电流。

材料二下面是人教版3—2第五章第l节“交变电流”的教材内容片段。

交流电的产生：教学用发电机产生的电流，大小和方向都在不断地变化，是一种交变电流。

图5．1—3是交变发电机的示意图。为了清楚，图中只画出了一砸线圈。线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。

图5．1—3交流发电机的示意图

假定线圈沿逆时针方向匀速运动，如图5．1—3甲至丁。我们考虑下面几个问题。

1．图5．1—3中．在线圈由甲转到乙的过程中．AB边中电流向哪个方向流动?

2．在线圈由丙转到丁的过程中．AB边中电流向哪个方向流动?

3．当线圈转到什么位置时线圈中没有电流．转到什么位置时线圈中的电流最大?

4．大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线。从E经过负载流向F的电流记为正。反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。

材料三教学对象为高中二年级学生．已学过法拉第电磁感应定律。

任务：(1)简述正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系。(4分)

(2)根据上述材料完成“交变电流”学习内容的教学设计。教学设计要求包括：教学目标、教学方法、教学过程。(不少于300字)(24分)