中學(xué)物理電磁學(xué)問題設(shè)計(jì)研究-大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

表3單個(gè)問題的調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)表所示，我們可以通過表中的兩個(gè)維度對單個(gè)問題進(jìn)行分析。表SEQ表\*ARABIC3單個(gè)問題的調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)表問題專家指出的問題不嚴(yán)謹(jǐn)之處不愿意使用該問題的原因1-11.語言描述不夠清晰準(zhǔn)確2.條件過于隱晦不利于學(xué)生分析3.無法判斷導(dǎo)體棒何時(shí)停下來1.情境復(fù)雜計(jì)算量較大，高于新課標(biāo)要求2.題目條件過于隱晦，學(xué)生讀懂較難3.題目綜合性較強(qiáng)，不太適用于北京高考4.情境設(shè)計(jì)太過理想化1-21.應(yīng)該在題中說明開始時(shí)導(dǎo)體棒位置L0為已知1.計(jì)算量大，題目偏難，高于新課標(biāo)要求2.理想化

3.在剛接觸電磁學(xué)時(shí)不會輕易使用，可用于高三復(fù)習(xí)或?qū)W(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生使用1-31.未指明問題描述中的“這個(gè)過程”是哪個(gè)過程，表述不清晰1.超出物理教學(xué)要求及學(xué)生的數(shù)學(xué)能力2.語言表述太繁瑣，邏輯性不強(qiáng)1-41.未說明t=0時(shí)導(dǎo)體棒距可變電阻的水平距離2.多余的條件影響學(xué)生分析問題1.情境復(fù)雜，可能會使學(xué)生止于分析情境，不易抓住重點(diǎn)2.超出學(xué)生接受能力，超出高考要求1-51.未說明忽略ab、cd兩棒之間的作用力2.R的初始值和末值未知1.題目過于綜合，能力要求高，較適合高三學(xué)生用。如果用于測驗(yàn)，問題設(shè)置應(yīng)更具有梯度1-61.描述不夠清晰準(zhǔn)確2.條件不足，電阻R值未給出1.描述不夠清晰準(zhǔn)確2.難度太高，更適于競賽培訓(xùn)或高三復(fù)習(xí)1-71.未標(biāo)明g值已知無2-11.未標(biāo)明“不計(jì)重力及粒子間的相互作用力”無2-2無1.條件設(shè)定含糊，解題困難，同樣類型題目很多完全可以替代2-31.“磁場強(qiáng)度”改為“磁感應(yīng)強(qiáng)度”2.“半個(gè)周期”改為“每轉(zhuǎn)半圈”3.圖示方向畫錯(cuò)了1.和數(shù)學(xué)知識聯(lián)系緊密，適于高考復(fù)習(xí)或?qū)W科競賽，一般練習(xí)偏難2.利用回旋加速器等類似情境更好2-41.沒有說明小球在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)2.未說明運(yùn)動(dòng)速度方向1.數(shù)學(xué)要求對一般學(xué)生有難度，題目較綜合，在高考復(fù)習(xí)中有價(jià)值2-51.未說明“不計(jì)重力及粒子間相互作用力”無2-61.描述情境不清晰不易理解2.“初速度v0射入”增加“垂直”1.描述情境不清晰不易理解2-71.缺少電子電量和電場強(qiáng)度2.未說明不計(jì)重力無2-81.應(yīng)補(bǔ)充條件：小球電荷量不變無科學(xué)性缺陷分析和歸因針對問卷中的15道物理問題，專家教師所指出的不嚴(yán)謹(jǐn)之處，基本可以歸納為兩個(gè)方面：問題描述不夠清晰；所給條件不夠充分。問題描述不清晰的缺陷主要是由于筆者的問題設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足所致，與問題設(shè)計(jì)技術(shù)無關(guān)。而針對條件不充分的反饋，筆者也重新檢查了所設(shè)計(jì)的15道新題及其知識關(guān)聯(lián)圖。檢查結(jié)果表明：之所以有應(yīng)該存在而未指明的條件，是因?yàn)楣P者（即設(shè)計(jì)者）在描述問題時(shí)默認(rèn)了條件的存在。如問題2-5中未說明“不計(jì)重力及粒子間相互作用力”、問題1-7中未標(biāo)明g值已知等。也就是說，“所給條件不夠充分”的缺陷是由于問題描述不夠嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確所致。綜上分析可以發(fā)現(xiàn)，利用知識關(guān)聯(lián)圖問題設(shè)計(jì)技術(shù)所設(shè)計(jì)出的15道物理問題，其缺陷主要在于問題描述不夠清晰、嚴(yán)謹(jǐn)，原因在于問題設(shè)計(jì)者本身經(jīng)驗(yàn)不足。而這些問題在知識結(jié)構(gòu)上并不存在科學(xué)性缺陷。因此我們基本可以肯定知識關(guān)聯(lián)圖問題設(shè)計(jì)技術(shù)在設(shè)計(jì)單個(gè)問題上的科學(xué)性和適用性。教學(xué)性缺陷分析和歸因?qū)宋粌?yōu)秀物理教師不愿意使用問卷中15道問題的原因進(jìn)行總結(jié)，可以歸納為以下四點(diǎn)：問題描述不夠清晰簡潔，學(xué)生理解有困難問題情境設(shè)計(jì)太過理想化情境復(fù)雜計(jì)算量較大，高于新課標(biāo)要求問題綜合性較強(qiáng)，更適用于高三復(fù)習(xí)或競賽培訓(xùn)下面針對專家提出的四點(diǎn)缺陷進(jìn)行分析和歸因：首先，第一點(diǎn)仍然是問題描述方面的不足，歸因于問題設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)缺乏，見5.1.1節(jié)分析。其次，問題的情境是研究者普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，真實(shí)的問題情境有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，促進(jìn)知識的遷移與應(yīng)用。而理想化情境的問題雖然在某些特定的情況下能夠加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和掌握，但在能力培養(yǎng)方面卻有所不足。這一點(diǎn)在研究之初并未做過多的考慮。針對被指存在這點(diǎn)缺陷的問題及其設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析，筆者發(fā)現(xiàn)缺陷產(chǎn)生的具體原因?yàn)椋褐R關(guān)聯(lián)圖中的問題情境節(jié)點(diǎn)是對具體物理問題情境的抽象和建模的結(jié)果，省略了某些不影響問題求解和知識結(jié)構(gòu)的情境因素。在針對知識關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行ADM操作生成新的問題結(jié)構(gòu)后，還需要用文字的形式將其描述成為一個(gè)具體的物理問題。這時(shí)需要填補(bǔ)其他的情境因素進(jìn)而還原或者重新豐富物理問題情境，而這一項(xiàng)操作需要設(shè)計(jì)者具有扎實(shí)的物理學(xué)科背景知識及其相關(guān)的生活經(jīng)驗(yàn)。筆者在這方面的知識經(jīng)驗(yàn)有所欠缺，所以在設(shè)計(jì)問題時(shí)多是直接還原原有的情境因素，造成部分新題的問題情境顯得過于理想化。這是導(dǎo)致問題缺陷產(chǎn)生的重要原因。知識關(guān)聯(lián)圖問題設(shè)計(jì)技術(shù)強(qiáng)調(diào)關(guān)注問題的知識結(jié)構(gòu)，對問題情境的抽象提取是正常合理的操作，因此從這個(gè)角度來說，該技術(shù)本身不存在修改的必要。同時(shí)為了滿足教師對真實(shí)情境問題的需求，我們可以采用這樣兩種處理方法：（1）后續(xù)研究可以在中學(xué)物理電磁學(xué)問題系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧中，添加情境描述操作線索，總結(jié)與物理電磁學(xué)知識相關(guān)的生活情境，為問題設(shè)計(jì)者提供指導(dǎo)；（2）如果物理教學(xué)目標(biāo)對問題的真實(shí)情境性要求比較高，那么在篩選問題構(gòu)建問題系統(tǒng)時(shí)，可以在針對性、綜合性和差異性要求的基礎(chǔ)上，增加一條標(biāo)準(zhǔn)，即情境真實(shí)性。由于物理教師可以很容易地對這一點(diǎn)做出判斷，所以不再提供相關(guān)的操作線索。最后，第三點(diǎn)和第四點(diǎn)的缺陷歸因于問題設(shè)計(jì)目標(biāo)與具體教學(xué)需求的沖突。本研究的目標(biāo)是探索問題設(shè)計(jì)的可操作性技術(shù)，而這種技術(shù)在設(shè)計(jì)復(fù)雜、綜合性問題時(shí)更能顯示出其優(yōu)勢，而且這種問題也更能培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，因此筆者選擇設(shè)計(jì)的問題都具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和綜合性。另外，由于本文關(guān)注的是技術(shù)本身的探索，因此在設(shè)計(jì)問題時(shí)并沒有過多地關(guān)注課標(biāo)以及具體課堂教學(xué)的應(yīng)用需求。而專家教師在分析這些物理問題時(shí)，則更多的關(guān)注課標(biāo)要求和教學(xué)需求，因此他們所提出的意見對于分析問題的教學(xué)性具有非常重要的參考意義。根據(jù)專家的反饋對問題設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行反思，我們可以確信：利用知識關(guān)聯(lián)圖問題設(shè)計(jì)技術(shù)可以設(shè)計(jì)出針對特定教學(xué)需求的問題，例如用于高三復(fù)習(xí)的綜合性問題。同時(shí)，通過刪除或替換下位節(jié)點(diǎn)操作，設(shè)計(jì)者可以降低問題的復(fù)雜度和綜合度，從而設(shè)計(jì)出能夠滿足其他教學(xué)需求的問題。也就是說，利用知識關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行問題設(shè)計(jì)的技術(shù)在教學(xué)性上也是具有一定的適用性的。同時(shí)，專家的反饋也指出了研究的不足之處，即研究對問題的教學(xué)可用性的關(guān)注不夠，這點(diǎn)非常值得反思。問題系統(tǒng)的調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析針對問題系統(tǒng)的調(diào)查，目的在于驗(yàn)證問題系統(tǒng)的針對性和層次性是否能夠得到專家教師的認(rèn)可。統(tǒng)計(jì)調(diào)查的結(jié)果如下REF_Ref259485049\h圖40問題系統(tǒng)問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果圖所示：圖SEQ圖\*ARABIC40問題系統(tǒng)問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果圖從統(tǒng)計(jì)圖表中可以看到，多數(shù)專家教師認(rèn)為這兩個(gè)問題系統(tǒng)在復(fù)雜度上具有一定的層次性，而且愿意將其應(yīng)用于分層教學(xué)。在“針對性”上，問題系統(tǒng)二得到100%的認(rèn)可，而問題系統(tǒng)一的認(rèn)可率只有50%。四位專家認(rèn)為問題系統(tǒng)一對于鞏固和提高學(xué)生對“電磁感應(yīng)”的理解不具有針對性，原因分別為：電磁感應(yīng)在中學(xué)涉及的知識點(diǎn)，包括產(chǎn)生條件、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、自感、渦流等，而此系列問題多是針對動(dòng)生電動(dòng)勢，考察范圍單一；題目情境雖較為常見，但問題設(shè)置和所求與平時(shí)物理教學(xué)有一定脫節(jié)，對于主干知識掌握幫助有限；該系列問題與高考思路不一致；本組題目難度過大，常規(guī)教學(xué)中學(xué)生較難接受。第一點(diǎn)缺陷是由于筆者設(shè)計(jì)問卷時(shí)的粗心所致。筆者在設(shè)計(jì)問題系統(tǒng)一時(shí)，選擇的目標(biāo)知識點(diǎn)為、和（見4.2.1知識網(wǎng)絡(luò)圖），即重點(diǎn)考查電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件及原理，問題原型的選擇和問題設(shè)計(jì)的操作也是以此目標(biāo)知識點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)的，因此對其他知識點(diǎn)沒有太多涉及。而在設(shè)計(jì)問卷時(shí)只是籠統(tǒng)地問“您認(rèn)為上述一系列問題對于鞏固和提高學(xué)生對‘電磁感應(yīng)’的理解是否具有針對性？”，造成專家教師的誤解。這也再一次體現(xiàn)了目標(biāo)知識點(diǎn)的重要性，它是問題設(shè)計(jì)操作和問題系統(tǒng)構(gòu)建的核心和方向。當(dāng)然，如果需要設(shè)計(jì)針對高中物理電磁感應(yīng)所有知識點(diǎn)的問題系統(tǒng)，我們可以選擇多個(gè)問題原型進(jìn)行操作。第二和第三點(diǎn)缺陷歸因于本文的研究目標(biāo)和角度。正如分析單個(gè)問題的教學(xué)性缺陷時(shí)所述，由于研究關(guān)注的是技術(shù)本身的探索，因此對課標(biāo)和具體課堂教學(xué)要求未做過多關(guān)注。第四點(diǎn)缺陷與問題系統(tǒng)的針對性無關(guān)，不再做進(jìn)一步的分析。分析與總結(jié)通過對問卷調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計(jì)與分析我們可以發(fā)現(xiàn)，從關(guān)注問題的知識結(jié)構(gòu)角度來說，知識關(guān)聯(lián)圖問題設(shè)計(jì)技術(shù)不僅可以幫助物理教師科學(xué)地設(shè)計(jì)單個(gè)物理問題，同時(shí)還可以設(shè)計(jì)出具有一定針對性和層次性的問題系統(tǒng)。原有的知識推理路徑問題設(shè)計(jì)研究在高中物理力學(xué)內(nèi)容中已取得突破性的研究結(jié)果，而本文的研究結(jié)論則為理性問題設(shè)計(jì)技術(shù)在物理學(xué)科的推廣驗(yàn)證提供了更有力的支撐。同時(shí)，本研究以關(guān)注問題的知識結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以探索技術(shù)本身為目標(biāo)，因此在對問題的情境描述及與具體課堂教學(xué)的結(jié)合上有所欠缺。希望后續(xù)研究能夠彌補(bǔ)這些不足。后續(xù)研究與展望與課堂教學(xué)相結(jié)合，深入問題設(shè)計(jì)技術(shù)的研究問題是服務(wù)于課堂教學(xué)的，問題設(shè)計(jì)技術(shù)要真正走向一線教師的應(yīng)用環(huán)節(jié)，還需要結(jié)合課堂教學(xué)開展更深入的研究。具體來說包括兩個(gè)方面：分析物理新課標(biāo)，與教學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合，總結(jié)不同教學(xué)環(huán)節(jié)需要的問題及問題系統(tǒng)類型，探索不同類型問題的知識結(jié)構(gòu)差異以及構(gòu)建方法；深入分析物理教學(xué)，不斷豐富物理各部分知識的問題系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧，為物理教師提供更切實(shí)的幫助。探索問題設(shè)計(jì)技術(shù)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理教師一般工作強(qiáng)度較大，時(shí)間精力有限，因此本研究的知識關(guān)聯(lián)圖問題設(shè)計(jì)技術(shù)對他們來說操作相對復(fù)雜。該技術(shù)如果要得到一線教師的接受和實(shí)踐，還需要嘗試通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的方式簡化操作。而這種理性的可操作技術(shù)使自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)成為可能，后續(xù)研究也將繼續(xù)探索問題設(shè)計(jì)技術(shù)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)途徑與方法。

參考文獻(xiàn)附錄附錄1高中物理電磁學(xué)問題設(shè)計(jì)調(diào)查訪談提綱問題設(shè)計(jì)調(diào)查訪談提綱對問題在教學(xué)中作用的認(rèn)識及教學(xué)方法您如何看待問題在物理教學(xué)中的作用？針對一個(gè)單元的學(xué)習(xí)，您是如何給學(xué)生提供練習(xí)題的？隨堂練習(xí)、課后作業(yè)、單元復(fù)習(xí)……有哪些環(huán)節(jié)需要用到問題？針對不同環(huán)節(jié)，您是否需要不同的問題？請從使用問題的目的、考察的知識范圍、問題的難度等方面來介紹一下所需問題的不同。您認(rèn)為高考題、期中期末考試題、平時(shí)習(xí)題、競賽題的區(qū)別在哪？您是否認(rèn)為平時(shí)的習(xí)題應(yīng)該不同于其他類型的問題？題海戰(zhàn)術(shù)現(xiàn)象是否還很普遍？您認(rèn)為怎么提高做題的效果和效率？課堂上每位學(xué)生接受能力不同，您認(rèn)為是否有必要為學(xué)生提供不同難度的問題，供各個(gè)層次的學(xué)生選擇？請闡明原因。學(xué)生在解決問題時(shí)通常會遇到哪些困難？您通常是如何指導(dǎo)學(xué)生解決較復(fù)雜的問題的？對于常常在大題上失分的同學(xué)您是如何指導(dǎo)的？對于不同水平的學(xué)生，您是否會給予不同的指導(dǎo)？比如？貴校在開展分層次教學(xué)，請問是根據(jù)什么分層的，分別指導(dǎo)是如何進(jìn)行的？問題設(shè)計(jì)的需求與現(xiàn)狀您獲取教學(xué)問題的途徑有哪些？不同途徑獲得的問題有什么不同特點(diǎn)？質(zhì)量和數(shù)量是否能夠滿足您的需求？如果自己修改的話您通常從哪些方面修改？您覺得容易修改嗎？通常遇到的困難會有哪些？您是否自己設(shè)計(jì)過問題或者參加過命題？如果有，請根據(jù)個(gè)人實(shí)際情況回答；如果沒有，請說明個(gè)人意見。哪些老師在什么情況下才會自己命題或設(shè)計(jì)問題？新教師和有經(jīng)驗(yàn)的教師在這方面是否存在差別？為什么？您是如何設(shè)計(jì)問題的？您在設(shè)計(jì)問題時(shí)的思維過程是怎樣的？您在設(shè)計(jì)問題時(shí)一般會考慮哪些因素？您在設(shè)計(jì)問題時(shí)是否存在困難或疑惑？能詳細(xì)說說嗎？您是否希望能夠有一種方法幫助自己設(shè)計(jì)需要的問題？如果是的話，請問您認(rèn)為這種方法應(yīng)該滿足哪些要求？對問題設(shè)計(jì)的建議您認(rèn)為怎樣才算一個(gè)好的問題？我們想設(shè)計(jì)一個(gè)包含系列問題的題系統(tǒng)，您認(rèn)為如何體現(xiàn)系列性或者系統(tǒng)性以便更貼近教學(xué)需要？與教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)的需要相吻合知識范圍由小到大，由考查一個(gè)知識點(diǎn)到單元綜合再到綜合性的復(fù)雜問題能夠評估學(xué)生的知識掌握水平并能根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)提供新的問題利用問題實(shí)現(xiàn)個(gè)別化教學(xué)對力學(xué)、電磁學(xué)教學(xué)的認(rèn)識我們知道力學(xué)和電磁學(xué)是高中物理的兩大主要內(nèi)容，請問二者在教學(xué)中有什么聯(lián)系與區(qū)別？在電磁學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生常遇到的困難有哪些？

附錄2高中物理電磁學(xué)問題系統(tǒng)缺陷分析問卷缺陷分析問卷尊敬的老師：您好！我是北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院的碩士研究生，目前正在進(jìn)行“中學(xué)物理電磁學(xué)問題設(shè)計(jì)”的研究。本問卷的目的是對已經(jīng)設(shè)計(jì)出的15道物理電磁學(xué)問題進(jìn)行缺陷分析，考查其是否存在科學(xué)性或邏輯性錯(cuò)誤、是否具有知識上的內(nèi)在聯(lián)系以及教學(xué)意義。非常感謝您能提供專業(yè)的幫助。請您閱讀下列須知后進(jìn)行問卷的填寫。正式填答問卷之前，請您先填寫個(gè)人資料。問卷結(jié)果僅供研究使用，對于您填寫的所有信息我們都會嚴(yán)格保密，不會給您帶來任何影響。對于選擇題，您只需要在括號里寫上您的選項(xiàng)即可；對于主觀題，還請您盡量詳細(xì)填寫。您的寶貴意見對我的后續(xù)研究非常重要，非常感謝您的支持！懇請您在收到此問卷后7天內(nèi)填好并返回。為了感謝您的支持與合作，特支付200元人民幣表示謝意。如有問題請您聯(lián)系：劉或發(fā)郵件到liuying8729@。個(gè)人資料姓名：性別：○男○女最高學(xué)歷：○高中○職業(yè)高中○大專（或高等職業(yè)學(xué)校）○大學(xué)本科○碩士研究生○博士研究生○其他工作單位：教齡：職務(wù)：職稱：聯(lián)系方式（電話、E-Mail）：一、問題系統(tǒng)一：針對考查“電磁感應(yīng)”知識點(diǎn)題1-1：如圖1，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，并與之密接：棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖2所示，正方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里。t=0時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0，從t=t0到t=4t0的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。圖SEQ圖表\*ARABIC\r11題1-1圖1圖SEQ圖表\*ARABIC2題1-1圖2圖SEQ圖表\*ARABIC3題1-2圖題1-2：如右圖，一均勻直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為L、電阻為r，放在位于水平面內(nèi)的兩根光滑金屬導(dǎo)軌上并與之密接：兩導(dǎo)軌間的夾角為30°且不相交；導(dǎo)體棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0，施加外力使其向右做勻速運(yùn)動(dòng)至?xí)r間t。在此過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定，且導(dǎo)體棒兩端始終在導(dǎo)軌上。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求0到t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。圖SEQ圖表\*ARABIC4題1-3圖題1-3：如右圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為L、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，并與之密接：棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接電阻R；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，電阻可忽略，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按照B=B0+2t的規(guī)律隨時(shí)間t均勻增強(qiáng)，方向垂直于導(dǎo)軌平面向里。t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于距負(fù)載電阻x0位置處，并以v0開始向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中施加一外力，使導(dǎo)體棒在磁場中保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。求t=t0時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢以及這個(gè)過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢。圖SEQ圖表\*ARABIC5題1-4圖題1-4：如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，并與之密接：棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，電阻可忽略不計(jì)。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按照B=2t的規(guī)律隨時(shí)間均勻增加，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里。t=0時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0使其向右運(yùn)動(dòng)。通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。在導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢何時(shí)瞬時(shí)值最大？最大為多少？圖SEQ圖表\*ARABIC6題1-5圖題1-5：如右圖，兩根完全相同的直導(dǎo)體棒ab和cd完全相同：質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，并與之密接：棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時(shí)，兩棒具有相同的初速度v0，在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使兩棒中的電流強(qiáng)度為I且保持恒定。兩導(dǎo)體棒一直在磁場中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過程中的閉合回路中，感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。圖SEQ圖表\*ARABIC7題1-6圖題1-6：如右圖所示，兩根直導(dǎo)體棒ab和cd完全相同：質(zhì)量為m、電阻為r，放在位于水平面內(nèi)間距為l的光滑平行絕緣導(dǎo)軌上（兩導(dǎo)體棒長度略長于l），兩棒通過導(dǎo)線連接一可控制的負(fù)載電阻并組成閉合回路，導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時(shí)，給導(dǎo)體棒ab、cd初速度v0，方向分別為平行于導(dǎo)軌向左、平行于導(dǎo)軌向右。在棒ab的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒ab中的電流強(qiáng)度I保持恒定。兩根導(dǎo)體棒一直在磁場中運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求此過程中，閉合回路中感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。圖SEQ圖表\*ARABIC8題1-7圖題1-7：如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在豎直放置的間距也為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，并與之密接：棒上側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一負(fù)載電阻R；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時(shí)，給導(dǎo)體棒一個(gè)豎直向下的初速度v0，假設(shè)導(dǎo)軌足夠長，若不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢以及負(fù)載電阻消耗的最大瞬時(shí)功率。二、問題系統(tǒng)二：針對考查“粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)”知識點(diǎn)題2-1：兩個(gè)帶電量均為q的帶電粒子a和b以相同的速度垂直于磁場方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿過磁場時(shí)帶電粒子的速度方向與原來射入方向的夾角分別為30°和45°，試判斷兩個(gè)帶電粒子的電性及兩粒子質(zhì)量之比。圖SEQ圖表\*ARABIC9題2-1圖題2-2：電子發(fā)射器位于平面O點(diǎn)，由不同方向沿平面以相同的速率v發(fā)射電子到垂直于平面的勻強(qiáng)磁場中。磁場強(qiáng)度為B，為保證所有的電子經(jīng)過勻強(qiáng)磁場后從磁場左邊緣射出，該磁場的寬度d應(yīng)該滿足什么要求？（假設(shè)該磁場在豎直平面上無限長,電子質(zhì)量為m）圖SEQ圖表\*ARABIC10題2-2圖題2-3：一質(zhì)量為m，帶負(fù)電q的帶電粒子，沿圖示方向垂直射入大小不斷變化的磁場中，射入時(shí)磁場強(qiáng)度為B0，已知粒子每運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期時(shí)磁場強(qiáng)度開始變?yōu)樵瓉淼囊话?，請問?dāng)磁場強(qiáng)度B開始變?yōu)闀r(shí)，帶電粒子在變化磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和走過的路程。圖SEQ圖表\*ARABIC11題2-3圖題2-4：一質(zhì)量為m，帶負(fù)電q的小球在如圖所示的半徑為R的光滑圓環(huán)中運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)中分布勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)為B，如圖所示。請問小球在最低點(diǎn)的速度為多少時(shí)，在最高點(diǎn)對圓環(huán)恰沒有壓力？小球在最低點(diǎn)的速度為多少時(shí)，在最高點(diǎn)對內(nèi)環(huán)的壓力最大？圖SEQ圖表\*ARABIC12題2-4圖題2-5：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場B中，有兩個(gè)帶電粒子a、b在同一O點(diǎn)（未接觸），分別向相反方向開始運(yùn)動(dòng)。已知A的質(zhì)量為m,帶正電q，初速度為v，B的質(zhì)量為2m,帶正電5q，初速度為3v。請問何時(shí)兩帶電粒子相撞？如果相撞后兩粒子連在一起，請問結(jié)合體的運(yùn)動(dòng)半徑為多少？圖SEQ圖表\*ARABIC13題2-5圖題2-6：已知一質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子，由O點(diǎn)以初速度v0射入勻強(qiáng)磁場中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。已知帶電粒子穿過由一對薄金屬片組成的平行板電容器后，由于摩擦阻力會損失掉占初始動(dòng)能75%的能量，運(yùn)動(dòng)半徑變?yōu)樵瓉淼?/3。平行板間距為d，求平行板電容器的場強(qiáng)為多少？圖SEQ圖表\*ARABIC14題2-6圖題2-7：一束初速度為v0的電子經(jīng)過勻強(qiáng)電場加速后（勻強(qiáng)電場寬度為s），垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿過磁場時(shí)電子的速度方向與原來射入方向的夾角為30°，則電子的質(zhì)量為多少？穿過電場和磁場的總時(shí)間是多少？圖SEQ圖表\*ARABIC15題2-7圖題2-8：豎直放置的平行金屬板間有勻強(qiáng)磁場B（金屬板足夠長），寬度為d。磁場中懸掛一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶正電小球，如圖所示。O點(diǎn)處有一電子發(fā)射器，當(dāng)電子發(fā)射器開始源源不斷地以速度v豎直向上發(fā)射電子時(shí)，小球開始發(fā)生偏轉(zhuǎn)。請問當(dāng)小球最后穩(wěn)定時(shí)，繩子與豎直方向的夾角及此時(shí)繩子上的拉力為多少？（電子重力忽略不計(jì)）圖SEQ圖表\*ARABIC16題2-8圖針對以上兩個(gè)問題系統(tǒng)中的單個(gè)問題，設(shè)置如下三個(gè)問題：您認(rèn)為該問題有沒有不科學(xué)或不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?？（）沒有有。請您詳細(xì)說明：您認(rèn)為該問題適合訓(xùn)練哪類學(xué)生？（）（可多選）物理成績較差的學(xué)生物理成績一般的學(xué)生物理成績較好的學(xué)生所有的學(xué)生不適合任何學(xué)生在您的課堂練習(xí)或課后作業(yè)中，您愿意使用該問題嗎？（）愿意不愿意，請您寫出原因：針對問題系統(tǒng)，設(shè)置如下五個(gè)問題：您認(rèn)為上述一系列問題對于鞏固和提高學(xué)生對“電磁感應(yīng)”（問題系統(tǒng)二中為“粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)”）的理解是否具有針對性？（）具有。不具有。請您說明原因：您認(rèn)為上述一系列問題在難度和復(fù)雜度上是否具有層次差別？（）具有。請您按照由簡到難的順序?qū)⑸鲜?道問題進(jìn)行排序：不具有。請您說明原因：如果從上述7道問題中選擇一組用于教學(xué)，您會選擇那些問題？（）全部都會選擇會選擇其中一些，請您寫出題目編號：一個(gè)都不會選擇您認(rèn)為這些問題能夠運(yùn)用到分層教學(xué)綜合各家觀點(diǎn)，分層教學(xué)就是教師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識、能力水平和潛力傾向把學(xué)生科學(xué)地分成幾組各自水平相近的群體并區(qū)別對待，這些群體在教師恰當(dāng)?shù)姆謱硬呗院拖嗷プ饔弥械玫阶詈玫陌l(fā)展和提高。中嗎？綜合各家觀點(diǎn)，分層教學(xué)就是教師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識、能力水平和潛力傾向把學(xué)生科學(xué)地分成幾組各自