《2020版高中物理人教选修3-2课件：核心素养评价案例 第四章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高中物理人教选修3-2课件：核心素养评价案例 第四章（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、核心素养评价案例 第四章 核心素养 样题示范 情境 利用超导体可以实现磁悬浮 在水平桌面上放 置一周长为L 质量为m的超导圆环 如图所示 一永磁铁 在外力作用下 从圆环正上方缓慢下移至离桌面高H处 撤去外力 永磁铁恰好平衡 此时圆环中的感应电流大 小为I 其所在处磁场的磁感应强度大小为B 方向与水 平面成 角 已知当地重力加速度为g 设问 1 从上往下看 超导圆环中感应电流的方向 2 刚撤去外力时 桌面对圆环的支持力大小为多少 3 经一段时间后 永磁铁会缓慢下移至离桌面高为h的 位置处平衡 请据该现象考虑超导体的电阻真的绝对为 零吗 4 若圆环的截面面积为S 电阻率为 电流保持不变 求永磁铁自
2、距桌面H处下移至离桌面高为h处的过程中 所经过的时间 t 解析 1 从上往下看 逆时针电流 2 圆环所受到的安培力F BIL 其竖直方向的分量F1 Fcos BILcos 以圆环为研究对象 由平衡条件 得N mg BILcos 3 造成这种现象的原因是由于超导体有微小电阻 有 电流时会有重力势能转化为焦耳热 4 设永磁铁的质量为M 以永磁铁为研究对象 由平 衡条件 可知Mg BILcos 由能量守恒 得永磁铁减少的重力势能等于圆环中产 生的焦耳热 Q Mg H h BILcos H h 由Q I2R t 又R 解得 t 答案 1 逆时针 2 mg BILcos 3 见解析 4 案例评析 素养任
3、务 素养及质量水平评析 设问1 科学思维 水平2 能在比较简单的电磁感应现象中 运用楞次定律进行分 析 得出感应电流的方向 设问2 科学思维 水平3 能在刚撤去外力时 选取圆环为研究对象 选用平衡问 题模型 进行分析 推理得出结论 设问3 科学态度与责任 水平4 能对永磁体平衡位置的下降从物理学视角用能量守恒 定律进行解释 从而进一步修正已有超导体电阻绝对为 零的错误 设问4 科学思维 水平5 能综合分析推理 运用平衡条件 能量守恒定律 焦耳 定律 电阻定律等求出两次位置变化经过的时间 t 素养达成任务要求 设问1 任务1 超导圆环中的磁通量方向向哪 提示 向下 任务2 永磁铁下移时 超导圆环中的磁通量如何变化 提示 增大 设问2 任务1 画出超导圆环的受力分析图 提示 任务2 对超导圆环 据竖直方向受力平衡列方程 提示 N mg BILcos 设问3 任务1 永磁铁自距桌面H处下移至离桌面高为h处的过 程中 机械能怎么变化 提示 减小 任务2 永磁铁自距桌面H处下移至离桌面高为h处的过 程中 机械能变化的原因 提示 超导体有微小电阻 有电流时会有重力势能转化 为焦耳热 设问4 任务1 永磁铁的质量怎么得出 提示 由平衡条件 可知Mg BILcos 任务2 此过程中 超导圆环产生的焦耳热可怎么表达 提示 表达方式 Q Mg H h BILcos H h 表达方式 Q I2R t
