教师资格

某教师为了检测学生对电场力做功、电势差等知识的掌握情况,布置了若干练习题,下面是某同学对其中一题的解答过程:问题: (1)指出学生解答中的错误,分析错误产生的可能原因,给出正确解法。 (2)给出一个教学思路,帮助学生掌握相关知识。

题目
某教师为了检测学生对电场力做功、电势差等知识的掌握情况,布置了若干练习题,下面是某同学对其中一题的解答过程:


问题:
(1)指出学生解答中的错误,分析错误产生的可能原因,给出正确解法。
(2)给出一个教学思路,帮助学生掌握相关知识。

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相似问题和答案

第1题:

案例:
某教师为了解学生对电功率等知识的掌握情况,设计了若干检测题,某学生对其中一题的解答过程如下:
题目:图示为一种电饭锅的电路图,开关S1和S2都闭合时,电饭锅处于正常加热煮饭状态,只闭合开关S1时,电饭锅处于保温状态。已知R2的阻值为44Ω保温状态电饭锅消耗的功率是40 W试问:



(1)R1的阻值是多少
(2)电饭锅正常加热煮饭10分钟消耗的电能是多少



(2)R总=R1+R2=44Ω+1210Ω=1254Ω
∵p=U2/R




答:R1的阻值是1210Ω,电饭锅10分钟消耗的电能是6.6×105 J。问题:
(1)指出学生解答中的错误,分析错误产生的可能原因,给出正确解法。(10分)
(2)给出一个教学思路,帮助学生掌握相关知识。(10分)


答案:
解析:
(1)第一问中求电阻的公式推导过程不全面,原因可能是学生只是对公式死记硬背,没有理解定义式和推导式的区别,得出推导公式要写出正确、完整的推导过程。
第二问中对于电路串并联分析错误,误以为正常加热S1、S2都闭合的状态下,电阻R1和R2是串联的,实际上两个电阻是并联状态。而在求加热煮饭电饭锅消耗的电能时认为只有电阻R2连入电路中,电能求解错误,原因可能是学生对加热煮饭和保温过程的物理原理没有搞清楚.串联和并联电路求电阻的规律混淆。正确的解答如下:



答:R1的阻值是1210 Ω,电饭锅l0分钟消耗的电能是6.84×105 J。
(2)针对学生的错误,教师不能全盘否定,应该引导学生意识错误,改正错误。首先让学生复习电功和电功率的基本公式,结合欧姆定律推导出电功和电功率的变形式,并引导学生学会在简单电路中求用电器的功率和电能。其次,再让学生分析电饭锅的工作原理,弄清楚加热煮饭和保温状态电路的连接方式,并分别画出电路图,引导学生根据保温状态的电路图挖掘已知条件求出R。的阻值。最后,复习串、并联电路的物理规律,并让学生讨论串并联电路的特点及识别方法。对照加热煮饭状态的电路图.结合上面复习的公式让学生自己解决第二个问题。

第2题:

某教师为检测学生对电场力做功、电势差知识的掌握情况,布置了若干练习题,下面是某同学的做题步骤。
题:如图6所示,能量为l000eV的电子流从面积足够大的两极板中央斜向上进入匀强电场,其初速度V。与水平方向夹角为30°,电场方向竖直向上,为了使电子不打到上面的金属板上,则应该在两金属板间至少加多大的电压U

问题:
(1)指出该同学作业中的错误和可能的出错原因,并给出正确解答。
(2)针对出错的原因提出教学思路,帮助学生掌握相关知识并正确分析此题。


答案:
解析:
(1)错误之处在于:该学生误认为“欲使粒子刚好打不到金属板,粒子达到上极板的速度为零”。 出错原因:该同学没有分析好物体的运动状态,对速度的分解掌握不够透彻。
正确解答:

(2)教学思路:
首先引导学生思考电场力的方向和速度方向的关系,发现并不在一条直线上,可知速度不能减d,N零。
再请学生思考应该是哪一部分的速度减小到零了,学生会想到速度的合成分解知识,得出结论,应该是竖直速度减小到零。
最后.引导学生求出初速度,再根据动能定理求解。

第3题:

电荷在电场中移动,克服电场力做功的过程就是其他形式的能转化为电势能的过程,克服电场力做了多少功,电荷就增加多少电势能。()

此题为判断题(对,错)。


参考答案:正确

第4题:

下面是某老师布置的一道习题和某同学的解答过程。

问题:
(1)指出这道作业题检测、巩固了学生所学的哪些知识点
(2)给出正确解题过程。
(3)针对学生解题过程存在的问题,设计一个教学片段,帮助学生解决此类问题。


答案:
解析:
(1)考查了初中物理简单机械的机械效率。
(2)正确解答过程:

生:使物体升高所做的功为有用功,即Gh。
师:那么总功呢
生:总功是绳子自由端拉力,所做的功。
师:没错,那么现在要计算绳子自由端拉力F所做的功,我们就需要知道绳子自由端所移动的距离。这里我们用的是一个动滑轮,动滑轮有什么特点呢
生:省力费距离。
师:非常好,所以当物体在斜面上移动2 ITl时,绳子的自由端移动距离S’=4 m,因此。我们在计算有用功的时候,拉力F对应的位移应该是4 m而不是2 in。这正是这道题非常容易出错的地方。

第5题:

案例1:
教师检测学生对电场力做功、电势差等的掌握,设计习题,同学解答。
题干:一带负电的点电荷q=-4x10_8c置于匀强电场E中,电场E=2×102N/C,MN:30cm。



求:(1)M→N电势能变化。
(2)MN电势差。
解:(1)电荷从M→N的过程中,电场力做功
WMN=qExd=-4x10-8×2×102×0.3(J)=-2.4×10-6(J)
因为移动的是负电荷,所以减小电势能Ep=2.4×10-6(J)
(2)M、N两点间电势差
UMN=Ep/q=2.4×10-6/(-4×10-8)=-60V
答:电势能减少2.4×10-6J,MN电势差为-60V。
问题:
(1)指出错误,分析错误原因,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)


答案:
解析:
(1)错误之处:因为移动负电荷,所以电势能减少;电势差的计算式。
错误原因:学生没有理解电场力做功与电势能变化的关系;学生将电势与电势差的计算方法混淆,使用了求电势的方法求解电势差。



第6题:

案例:
学习了“机械和功”相关内容后,某教师为检测学生的掌握情况,进行了相关测试。其中一题某学生的解答如下!
题目:
如图7所示,重为20 N的物块A由静止从光滑斜面顶端滑下,最终静止在水平面上。斜面高5 m,长8 m,物块在斜面上滑动时间为5 s,在水平面上滑动距离为12 m。

求:①物块在水平面上滑动过程中,重力对物块做的功:
②物块在斜面上滑动过程中,重力对物块做功的功率。
解:①设重力为G,由已知物块水平距离s为12 m.
根据功计算公式得:
重力做功:W=G?s=20 N×12m=240 J
②由已知斜面长L为8 m,根据功计算公式得:
重力做功:W=G?L=20 N×8 m=160 J
设功率为P,由已知时间t为5 s,根据功率定义公式得:

答:物块在水平面上滑动重力做功240 J:
在斜面上滑动重力做功的功率为32 W。
问题:
(1)指出这道测试题能检测学生所学的知识点。(4分)
(2)给出题目的正确解答。(6分)
(3)针对学生解答过程存在的问题,设计一个教学片段或思路,帮助学生解决此类问题。(10分)


答案:
解析:
(1)功和功率的定义及计算公式。 (2)正确解答:
①物块在水平面滑动时,运动方向时刻与重力方向垂直,重力对物块做功恒为零。
②物块在斜面滑动过程中,下降的高度h=5 m,
根据功计算公式得重力做功W=Gh=20 N×5 m=100 J.
设功率为P,由已知时间t=5 s,根据功率公式得

(3)教学片段:
师:同学们.大家从题目中可以知道哪些信息?
生1:重力的大小、斜面的高度和长度。
生2:物块下滑的时间和在水平面上滑动的距离。
师:第一问要求解的是重力做功大小,那大家想一想力做功的条件是什么?
生:力的方向和物体运动方向不能成90。。
师:非常好.那大家看一下滑块在下滑过程和水平面上滑动过程中重力与运动方向是否垂直?是否做功?
生1:下滑时不垂直,有一个角度,说明重力做了功。
生2:水平面上滑动时重力与运动方向垂直,这表明物块在水平面上滑动时重力不做功。
师:只要用做功条件去判断,就能知道重力在水平面上滑动时不做功。第二问要求解的是下滑过程中重力对物体做功的功率,那功率是什么,怎样计算?

师:我们知道时间是5 S,那重力在下滑过程中做功是多少呢?
生:重力做功等于重力的大小乘以下降高度.所以W=G?h=20 N×5 m=100 J。
师:那大家把重力做的功代入功率计算公式中计算一下。

师:好的,大家都明白了吧。
生:明白。

第7题:

阅读案例,并回答问题。
下面是某同学对课后习题的解答过程:
如图所示,正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处,将另一带正电、电荷量为q2,质量为m的小球,从轨道的A处无初速度释放,求:
(1)小球运动到B点时的速度大小;(2)小球在B点时对轨道的压力。

解:(1)设小球通过轨道最低点时的速度大小为V,小球从A到B的过程中只有重力做功,根据动能定理得:
(2)以小球为研究对象,对其受力分析。小球受重力、支持力与电场力,则有:
问题:
(1)指出此道试题检测了学生所学的哪些知识点。
(2)指出学生解答中的错误,分析错误产生的可能原因,给出正确解法。
(3)给出一个教学思路,帮助学生掌握相关知识。


答案:
解析:
(1)本题考查受力分析、牛顿第二定律、牛顿第三定律、圆周运动、动能定理、库仑定律。 (2)学生已经掌握了题干中电场力做功的情形,并正确求出小球在B点的速度,但是忽略了小球是傲圆月运动,其所受合力提供向心力。另外应该标明,小球受到的支持力和小球对轨道的压力大小相等,方向相反。
正确解法为:
①设小球通过轨道最低点时的速度大小为V,小球从A到B的过程中只有重力做功,根据动能定理得:

(3)针对此学生,教师可以通过一系列启发性的问题,引导学生回忆圆周运动的知识。学生已经掌握了点电荷形成的电场中电场力做功情况,教师可从分析物体受力、研究物体运动状态、分析整个过程中的功能转换等角度加深学生对相关知识的理解和认识。

第8题:

案例:
某教师为了解学生对简单机械知识的掌握情况,设计了若干检测题。某学生对其中一题的解答过程如下:
题目:如图7所示,工人师傅用一滑轮组把一质量为120 k9的重物提起。若工人师傅的拉力为400 N,在10 s内重物被提起了1 m。(g=10 N/kg)求:
(1)重物的重力是多少
(2)滑轮组的机械效率是多少
(3)工人师傅做功的功率是多少
解:(1)∵m=120 kg ∴G=mg=120 kgxl0 N/kg=1200 N
(2)W有 =F·s=400 N×I m=400 J W 总=G·h=1200 N×4 m=4800 J



(3)


答:重物的重力为l200 N,滑轮组机械效率约为8.3%,工人师傅做功的功率是40 W。
问题:
(1)指出学生解答中的错误,分析错误产生的可能凉因,并给出正确解法。(10分)
(2)给出一个教学思路,帮助学生掌握相关知识并正确分析此题。(10分)


答案:
解析:
(1)错误:有用功和总功的表示出现错误,机械效率和功率计算错误。
错误原因:学生没有正确掌握有用功和总功的计算方法,不知道这两个功的真正区别和含义。



(2)首先引导学生思考哪部分的功叫有用功,根据目的来寻找,发现提升物体所做的功才是有用功。继续引导,提升物体是哪个力呢 提升了多高呢 从而得出提升物体的拉力大小等于重力,且高度为^,从而计算出W有=Gh。
然后按照这个思路思考总功的含义,人是做功的总来源,所以人的拉力所做的功是总功,拉动的距离学生已经会计算,直接可以计算W总=Fs。
最后,提示学生什么是机械效率呢 学生能够想到它的含义,使用有用功除以总功得出机械效率。工人师傅的功率应该用什么来计算呢 学生能想到是用工人师傅的功也就是总功除以时间,即是工人师傅的功率.从而正确计算功率。

第9题:

某教师为了了解学生对力的概念的掌握与运用情况,设计了若干检测题,其中一题如下。
甲、乙两人手拉手玩拔河游戏,结果甲胜乙败,那么甲乙两人谁受拉力大
【错解】因为甲胜乙,所以甲对乙的拉力比乙对甲的拉力大。就像拔河一样,甲方胜一定是甲方对乙方的拉力大。
针对上述材料.回答下列问题:
(1)分析学生答题错误可能是由哪些原因造成的。
(2)针对其中由物理知识方面导致的错误,给出正确的引导,用于帮助学生学习。


答案:
解析:
(1)产生上述错解原因是学生凭主观想象,而不是按物理规律分析问题。按照物理规律我们知道物体的运动状态不是由某一个力决定的而是由合外力决定的。甲胜乙是因为甲受合外力对甲作用的结果。甲、乙两人之间的拉力根据牛顿第三定律是相互作用力,甲、乙二人之间的拉力一样大。
(2)生活中有一些感觉不总是正确的,不能把生活中的经验,感觉当成规律来用,教学中要引导学生运用物理规律来解决问题。本题中甲、乙两人相互之间的拉力是相互作用力,根据牛顿第三定律,可以得出甲对乙所施的拉力与乙对甲的拉力大小相等,方向相反,分别作用在甲、乙两人身上。

第10题:

某教师为了了解学生对电路、安培力、左手定则等知识的综合掌握与运用情况,设计了若干检测题,其中一题如下。检测结果不少学生选择了C选项。
在图示的电路中,每节电池均相同,当电键S分别置于a,b两处时,若导线MM′与NN′之






针对上述材料.回答下列问题:
(1)分析学生答题错误可能是由哪些原因造成的 (答出2个即可)
(2)针对其中由物理知识方面导致的错误,创设一个问题情境,用于帮助学生学习。


答案:
解析:
(1)错误的原因大致有三:其一是对平行通电导体在磁场中受安培力的原理以及用左手定则的判断方法没有很好的理解和掌握;其二是没有进行正确的动态电路分析所致;其三是按照电荷之间相互作用规律进行判断。
(2)老师:初中时我们学习了电荷之间的相互作用规律,请同学们回忆一下是怎样一种规律
学生1:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
老师:回答的很好,电荷间相互作用遵循是这样的规律。而对于两个相互平行的直导线。当通有同方向电流或反方向的电流时,两导线之间相互作用是否也会是“通同方向电流时互相排斥,通反方向电流时互相吸引”呢
学生2:我猜想也是同样的,同向电流相互排斥,异向电流相互吸引。
学生3:我猜想是跟学生2的结论完全相反。
老师:同学们的猜想无外乎就是这两种情况,到底是怎样的规律 请看下面的演示实验。(老师边演示边提出问题请同学们进行思考)
老师:同学们先对电路图进行分析,当开关S置于a处时与置于b处时,电路有什么不同
学生4:开关接a时通过导线的电流要小于接b时的电流。因为连接的电池个数不同。
学生5:无论开关接a还是接b,两导线通过的电流方向都是反方向的。
老师:同学们分析的很好,两导线通有反方向的电流是如何相互作用的呢 接下来我们一起观察实验现象
(进行演示实验)
全体学生:哦,居然是排斥的。
老师:大家讨论一下为什么两导线相互排斥
学生6:我认为是导线1电流产生的磁场对导线2产生了作用,同样导线2电流产生的磁场对导线1产生了作用。两导线是因为受到安培力作用而相互排斥的。
老师:是这样的,同学们接着思考如何判断两导线所受安培力的方向啊
学生7:利用安培定则可以判断导线1产生的磁场方向,再用左手定则可判断导线2在导线1的磁场中所受到的安培力的方向;用同样的方法可以判断导线2电流产生的磁场对导线1的作用情况。所以判定出通反方向电流的两导线间相互排斥。
老师:学生6和学生7分析的非常正确,请大家根据刚才学生6和学生7的回答继续思考:若两导线通有同方向电流会是怎样的情况啊
(全体学生按照思路自然顺畅的得出正确的结论)

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