核心素养下2020届高三物理复习备考研讨《高考思维能力培养策略》讲座课件.pptx
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1、核心素养下2020届高三物理复习备考研讨高考思维能力培养策略讲座几点想法:学生听懂了但不会做题?同样的模型加了情景不会做了?同样的情景题换了新情景后不会做了?一、前言面向21世纪教育振兴行动计划:在当前及今后一个时期,缺少具有国际领先水平的创造性人才,已经成为制约我国创新能力和竞争能力的主要因素之一。大力培养创造性人才是21世纪教育的首要任务。创造性思维是创新人才的智力结构的核心,是社会乃至个人都不可或缺的要素。思维是人脑对客观事物本质属性和内在联系的概括和间接反映。个体在解决问题过程中常表现出发散思维的特征,它表现为个人的思维沿着许多不同的方向扩展,使观念发散到各个有关方面,最终产生多种可能
2、的答案而不是唯一正确的答案,因而容易产生有创见的新颖观念。发散思维则是创造性思维的核心,是测定创造力的主要标志之一。二、发散思维 发散思维,又称“放射思维”、“多向思维”、“扩散思维”、“求异思维”等,是指从一个目标出发,沿着各种不同的途径去思考,探求多种答案的思维。二、发散思维法国哲学家查提尔告戒自己的学生说:“当你只有一个想法时,这个想法是再危险不过的了”。发散思维就是一种寻求多种想法、多种途径、多种答案的思维。它不满足唯一的方案,而是以求解的问题为基点,由此而从多方面、多角度、多层次去发现尽可能多、尽可能新的设想、办法或方案等,是为了从量求质、多中求新、好中求优,它的基本功能是求异,其操
3、作性体现在大胆假设。他的思维模式可用图所示。三、物理习题教学中发散思维的培养模型发散,形态发散,功能发散,组合发散,方法发散,因果发散,器材发散,头脑风暴 模型发散从某个模型出发,构想出该模型的各种变式。某概念或规律的适用范围进行变式,某一物理模型进行多种变化,如速度选择器模型的拓展等。拓展分析:拓展分析:霍尔效应、磁流体发电机、电磁流量计带电粒子在复合场中运动的实际应用带电粒子在复合场中运动的实际应用模型:模型:速度选择器。速度选择器速度选择器 离子能否匀速通过速度选择器,完全取决于粒子速度的大小和方向,而与粒子的电性、电量、质量等无关。霍尔效应霍尔效应注意:在判断霍尔电注意:在判断霍尔电压
4、的正负极时,一定压的正负极时,一定先判断载流子的正负先判断载流子的正负情况!情况!磁流体发电机vvB注意:等离子气体中注意:等离子气体中的正负离子以相同速的正负离子以相同速度进入复合场!度进入复合场!电磁流量计电磁流量计注意:液体中的正负注意:液体中的正负离子以相同速度进入离子以相同速度进入复合场!复合场!总结:(1)最终)最终稳定状态都相当于速度选择器稳定状态都相当于速度选择器(模型),即电场力与洛仑兹力平衡!(模型),即电场力与洛仑兹力平衡!(2)磁流体发电机和电磁流量计中同时有)磁流体发电机和电磁流量计中同时有正负两种离子,而霍尔效应中形成电流的正负两种离子,而霍尔效应中形成电流的载流子
5、只有一种,要么是电子(负电),载流子只有一种,要么是电子(负电),要么是空穴(正电要么是空穴(正电)!形态发散以某事物的形态为发散点,设想出利用该形态的各种可能性。如电磁感应的各种情形,带电粒子在磁场中的运动等。vvXXXXXXXXXXXXXXXXMNRBvabcdMmabcdMNEFhBvGRXXXXXXXXGRXXXXXXXXB均匀增加均匀增加E=BLvI=E/RF乙乙甲甲vNMOMFENGNvMOxyR1R2AC300abB问题问题1 1:质量为:质量为m,电量为,电量为q的带正电粒子以的带正电粒子以v0 0的速度射入垂直磁感强度为的速度射入垂直磁感强度为B的匀强磁场中,的匀强磁场中,若
6、不计粒子的重力,问带电粒子将作什么运若不计粒子的重力,问带电粒子将作什么运动?为什么?动?为什么?带电粒子运动的带电粒子运动的半径和周期是多半径和周期是多少?少?v0带电粒子在磁场中运动带电粒子在磁场中运动问题问题2 2:速度为零、质量为:速度为零、质量为m 、电量为、电量为q的正离的正离子经过电压子经过电压U加速,进入磁感应强度为加速,进入磁感应强度为B的匀的匀强磁场,到达记录它的照相底片上的强磁场,到达记录它的照相底片上的P点。点。若测得若测得P点到入口处点到入口处S S1 1的距离为的距离为x,试求离子,试求离子的质量。的质量。S1SUPx问题问题3 3:质量为:质量为m、带电荷量为带电
7、荷量为q的粒子(重力不计)的粒子(重力不计),以初速度,以初速度v垂直于磁场方向,沿与边界成垂直于磁场方向,沿与边界成 3030角的方向射入磁感应强度为角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中。的匀强磁场中。画出粒子运动的轨迹。画出粒子运动的轨迹。求正负粒子在磁场中运求正负粒子在磁场中运动的时间之比。动的时间之比。问题问题4 4:若此带电粒子的质量:若此带电粒子的质量m=1.710=1.710-27-27kgkg,电荷量,电荷量q=1.610=1.610-19-19C C,以速度,以速度v=3.210=3.2106 6m/sm/s,沿垂直于磁场同时又垂直,沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进
8、入匀强磁场中,磁感于磁场边界的方向进入匀强磁场中,磁感应强度应强度B=0.17T=0.17T,磁场的宽度,磁场的宽度L=10cm=10cm,求,求:(1)(1)偏转角偏转角。(2)(2)出磁场时偏离入射出磁场时偏离入射方向的距离方向的距离d d。Ldv问题问题5 5:在半径为:在半径为R的圆内有的匀强磁场,一个电子的圆内有的匀强磁场,一个电子从从A A点沿点沿AOAO方向垂直射入磁场。离开磁场时电子获方向垂直射入磁场。离开磁场时电子获得得6060的偏角,试求电子的速度和在磁场中运动的的偏角,试求电子的速度和在磁场中运动的时间。时间。OvvAUOPM问题问题6 6:电子以某一速度进入两个宽度均为
9、:电子以某一速度进入两个宽度均为d的匀强的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图,方向如图,磁场区域右侧有一个荧光屏。磁场区域右侧有一个荧光屏。若电子能够穿过磁场区域而打若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上,试在图上定性地到荧光屏上,试在图上定性地画出电子运动的轨迹。画出电子运动的轨迹。思考思考:电子打到荧光屏上的位电子打到荧光屏上的位置坐标置坐标x和电子的速度的函数和电子的速度的函数关系。关系。x荧荧光光屏屏OBBSdd问题问题7 7:在一个圆形区域内,方向相反的匀强:在一个圆形区域内,方向相反的匀强磁场分布在半圆形区域磁场分布在半圆形区域、中,中,A A2
10、 2A A4 4与与A A1 1A A3 3的夹角为的夹角为60,60,一电子从一电子从A A1 1处沿与处沿与A A1 1A A3 3成成3030的方向射入磁场,并以垂直于的方向射入磁场,并以垂直于A A2 2A A4 4的方的方向经过圆心向经过圆心O O进入进入区,最后从区,最后从A A4 4处射出磁处射出磁场,求区域场,求区域、的磁感应强度之比。的磁感应强度之比。A2A1A3A4O6030v0PS1xm+qSUoLdvUOPMx荧荧 光光屏屏OBBMNKddS1S2A1A3A4O6030+q如图甲所示,一有界匀强磁场分如图甲所示,一有界匀强磁场分如图甲所示,一有界匀强磁场分如图甲所示,一
11、有界匀强磁场分MM、NN两两两两个区域,磁感应强度大小均为个区域,磁感应强度大小均为个区域,磁感应强度大小均为个区域,磁感应强度大小均为B B,方向分别,方向分别,方向分别,方向分别垂直纸面向里和向外,两个区域的磁场宽垂直纸面向里和向外,两个区域的磁场宽垂直纸面向里和向外,两个区域的磁场宽垂直纸面向里和向外,两个区域的磁场宽度均为度均为度均为度均为L L,在,在,在,在MM区域的左侧区域的左侧区域的左侧区域的左侧L L处,有一边长处,有一边长处,有一边长处,有一边长为为为为L L的正方形导体线框,总电阻为的正方形导体线框,总电阻为的正方形导体线框,总电阻为的正方形导体线框,总电阻为R R,且线
12、,且线,且线,且线框平面与磁场方向垂直。现使线框以速度框平面与磁场方向垂直。现使线框以速度框平面与磁场方向垂直。现使线框以速度框平面与磁场方向垂直。现使线框以速度 匀速穿过两个磁场区域。若以初始位置为匀速穿过两个磁场区域。若以初始位置为匀速穿过两个磁场区域。若以初始位置为匀速穿过两个磁场区域。若以初始位置为起点,规定逆时针方向的电流为正,水平起点,规定逆时针方向的电流为正,水平起点,规定逆时针方向的电流为正,水平起点,规定逆时针方向的电流为正,水平外力向右为正,则图乙中描述线框中的感外力向右为正,则图乙中描述线框中的感外力向右为正,则图乙中描述线框中的感外力向右为正,则图乙中描述线框中的感应电
13、流和水平外力的图像正确的是应电流和水平外力的图像正确的是应电流和水平外力的图像正确的是应电流和水平外力的图像正确的是电磁感应图像问题拓展电磁感应图像问题拓展拓展:拓展:拓展:拓展:如图,一边长为如图,一边长为如图,一边长为如图,一边长为a a,电阻为,电阻为,电阻为,电阻为R R的的的的等边三角形线框在外力作用下以速度等边三角形线框在外力作用下以速度等边三角形线框在外力作用下以速度等边三角形线框在外力作用下以速度v v0 0匀速穿过宽度为匀速穿过宽度为匀速穿过宽度为匀速穿过宽度为a a的两个匀强磁场的两个匀强磁场的两个匀强磁场的两个匀强磁场区域,两磁场磁感应强度大小均为区域,两磁场磁感应强度大
14、小均为区域,两磁场磁感应强度大小均为区域,两磁场磁感应强度大小均为B B,方向相反,线框运动方向与底边平,方向相反,线框运动方向与底边平,方向相反,线框运动方向与底边平,方向相反,线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。以逆时针方向行且与磁场边缘垂直。以逆时针方向行且与磁场边缘垂直。以逆时针方向行且与磁场边缘垂直。以逆时针方向为电流正方向,从图示位置开始线框为电流正方向,从图示位置开始线框为电流正方向,从图示位置开始线框为电流正方向,从图示位置开始线框中感应电流中感应电流中感应电流中感应电流I I与沿运动方向的位移与沿运动方向的位移与沿运动方向的位移与沿运动方向的位移x x的的的的图象为(图象
15、为(图象为(图象为()功能发散以事物的功能为发散点,设想出利用某种功能的各种可能性。设计带电粒子运动方案的开放性试题,电磁感应图像问题拓展等。如图所示,在直角坐标系如图所示,在直角坐标系xOy内,有一质量为内,有一质量为m、电量为电量为+q的电荷从原点的电荷从原点O沿沿y轴正方向以初速度轴正方向以初速度v0出发,出发,电荷重力不计。现要求该电荷能通过点电荷重力不计。现要求该电荷能通过点P(a,b),),试设计在电荷运动的空间范围内加上某种试设计在电荷运动的空间范围内加上某种“场场”后并运后并运用物理知识求解的一种简单、常规的方案。用物理知识求解的一种简单、常规的方案。(1)说明)说明电荷由电荷
16、由O到到P的运动性质并在图中绘出电荷运动轨迹。的运动性质并在图中绘出电荷运动轨迹。(2)用必要的运算说明你设计的方案中相关物理的表)用必要的运算说明你设计的方案中相关物理的表达式(用题设己知条件和有关常数)。达式(用题设己知条件和有关常数)。图2设计带电粒子运动方案的开放性试题设计带电粒子运动方案的开放性试题 本本题题是是一一道道考考查查考考生生的的发发散散思思维维能能力力的的开开放放性性试试题题。电电荷荷由由O到到P,可可以以根根据据所所学学的的电电磁磁知知识识自自主主地地选选择择方方案案:可可以以一一次性运动到位,也可以分段进行。次性运动到位,也可以分段进行。本题的解答方案有本题的解答方案
17、有8种之多,对这种题种之多,对这种题的评讲,教师要做好充分的准备,把所有的评讲,教师要做好充分的准备,把所有解答方案整理清楚,解答方案整理清楚,评讲的重点是挖掘最评讲的重点是挖掘最简捷、最优秀的方案,并让学生将其思考简捷、最优秀的方案,并让学生将其思考方法和过程展示出来,在比较中找到最优方法和过程展示出来,在比较中找到最优解法。解法。【方案方案1】在第在第1象限中加垂直纸面向外象限中加垂直纸面向外的匀强磁场的匀强磁场B,使电荷作半径为,使电荷作半径为Ra/2的半圆的半圆周运动到周运动到M,然后匀速直线运动达,然后匀速直线运动达P。由由Rmv0/qB和和Ra/2可得需要加的匀强磁场的磁感可得需要
18、加的匀强磁场的磁感应强度,应强度,B2mv0/qa,轨迹如图所示。,轨迹如图所示。【方方案案2】在在x轴轴上上O点点固固定定一一带带电电量量为为Q的的负负点点电电荷荷,使使电电荷荷(m,q)绕绕O从从O点点在在库库仑仑力力作作用用下下到到P作作匀匀速速圆圆周周运运动动,其其轨轨道道半半径径为为R,电电荷荷运运动动轨轨迹迹如如图图所所示示,R(a2+b2)/2a,由牛顿第二定律得,由牛顿第二定律得 kQq/R2=mv02/R电荷量为:电荷量为:Q(a a2 2+b b2 2)mv0/2/2akqakq。图4形异质同形异质同形同质异形同质异形异质同VV形异质同形同质异组合发散以某事物为发散点,尽可
19、能多地把它与别的事物进行组合成新事物。伏安法测电阻的设计思路等。例:用以下器材例:用以下器材测量一待测电流表的内阻测量一待测电流表的内阻:待测电流表待测电流表A1 (量程量程250mA,内阻,内阻r1约为约为5)标准电流表标准电流表A2 (量程量程300mA,内阻,内阻r2约为约为5)滑动变阻器滑动变阻器R1 (最大阻值最大阻值10)电阻箱电阻箱R2(最大值最大值999.9,阻值最小改变量为,阻值最小改变量为0.1)电源电源E(电动势约为电动势约为10V,内阻,内阻r约为约为1)单刀单掷开关单刀单掷开关S,导线若干,导线若干 要求方法简捷,并能测多组数据,请画出实验电路原要求方法简捷,并能测多
20、组数据,请画出实验电路原理图,并在图中标明各个器材的代号。理图,并在图中标明各个器材的代号。实验中需直接测量的物理量是实验中需直接测量的物理量是,用测得量,用测得量表示待测电流表表示待测电流表A1内阻的计算公式是内阻的计算公式是r1=伏安法测电阻的设计思路伏安法测电阻的设计思路VRAA1R2A2图图1A1R2A2图图2V1R2V2图图3V1R2V2图图4r1、r2无需已知无需已知r1、r2需已知需已知1个个r1、r2无需已知无需已知r1、r2需已知需已知1个个A1RxA2图图1图图2图图3V1V2图图4r1需已知需已知r1、r2需已知需已知1个个r2需已知需已知r1、r2需已知需已知1个个A1
21、A2RxRxV1V2Rx方法发散以某种方法为发散点,设想出利用方法的各种可能性。比值定义法的特征是什么?有哪些物理量?密度,=m/V功率,P=W/t速度,v=x/t压强,p=F/S加速度,a=(V)/(t)线速度,v=(L)/(t)角速度,=()/(t)应电动势,E=()/(t)电场强度,E=F/q电容,C=Q/U电阻,R=U/I磁感应强度,B=F/(IL)因果发散以某个事物发展的结果为发散点,分析造成该结果的各种原因,或者由原因推测出可能产生的各种结果。器材发散以某个器材为发散点。如打点计时器应用在哪几个实验中?利用打点计时器(纸带类)的实验研究匀变速直线运动的规律探究加速度与力、质量的关系
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