信息技術(shù)與物理學(xué)科整合

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與

物理教育現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與物理教育第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標準第二節(jié)教學(xué)中如何融進物理學(xué)科前沿內(nèi)容新高中教材注重科技的特點引入的方式新課程的基本理念課程標準對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求必要性結(jié)合的程度現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在物理教材中的呈現(xiàn)NAVSTAR（海軍衛(wèi)星系統(tǒng)）導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)位置確定到16m以內(nèi)速率2cm/s以內(nèi)不考慮相對論效應(yīng)，速率準確確定值最小為20cm/s這是現(xiàn)代導(dǎo)航不能接受的。

第一節(jié)從教學(xué)大綱到課程標準一、新課程的基本理念課程目標:提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)高中物理課程旨在進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面培養(yǎng)學(xué)生，為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。課程結(jié)構(gòu):注重共同基礎(chǔ)，體現(xiàn)選擇性普通高中教育仍屬于基礎(chǔ)教育，應(yīng)注重全體學(xué)生的共同基礎(chǔ)，同時應(yīng)針對學(xué)生的興趣、發(fā)展?jié)撃芎徒窈蟮穆殬I(yè)需求，設(shè)計供學(xué)生選擇的物理課程模塊，以滿足學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求，促進學(xué)生自主地、富有個性地學(xué)習(xí)。課程內(nèi)容:體現(xiàn)課程的時代性、基礎(chǔ)性和選擇性高中物理課程在內(nèi)容上應(yīng)精選學(xué)生終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識與技能，加強與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會及科技發(fā)展的聯(lián)系，反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和新的科學(xué)思想，關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用所帶來的社會問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會參與意識和對社會負責(zé)任的態(tài)度。課程實施:注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化高中物理課程應(yīng)促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。課程評價:更新評價觀念，促進學(xué)生發(fā)展高中物理課程應(yīng)體現(xiàn)評價的內(nèi)在激勵功能和診斷功能，關(guān)注過程性評價，注意學(xué)生的個體差異，幫助學(xué)生認識自我、建立自信，促進學(xué)生在原有水平上發(fā)展。通過評價還應(yīng)促進教師的提高以及教學(xué)實踐的改進等。二、課程標準對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的要求1、對相對論和量子論知識的要求必修2的第三個二級主題——經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性中:初步了解經(jīng)典時空觀和相對論時空觀，知道相對論對人類認識世界的影響；初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子論的建立深化了人類對于物質(zhì)世界的認識。在物理選修3一4中也提出了具體的要求。在相對論的二級主題中要求:(1)知道狹義相對論的試驗基礎(chǔ)、基本原理和主要結(jié)論。(2)了解經(jīng)典時空觀與相對論時空觀的主要區(qū)別。體會相對論的建立對人類認識世界的影響。(3)初步了解廣義相對論的幾個只要觀點以及主要觀測證據(jù)(4)關(guān)注宇宙學(xué)研究的新進展。

物理選修3一5中要求：原子結(jié)構(gòu):(l)了解人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史以及有關(guān)經(jīng)典實驗。(2)通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結(jié)構(gòu)。波粒二象性:(1)了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀物體的能量變化特點。體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認識。(2)通過實驗了解光電效應(yīng);知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。(3)了解康普頓效應(yīng)。(4)根據(jù)實驗說明光的波粒二象性;知道光是一種概率波。(5)知道實物粒子具有波動性;知道電子云，初步了解不確定性關(guān)系。(6)通過典型事例了解人類直接經(jīng)驗的局限性，體會人類對世界的探究是不斷深入的。2、對電磁學(xué)學(xué)知識部分分的要求選修1-1中電磁技術(shù)術(shù)與社會發(fā)發(fā)展中：了解常見傳傳感器及其其應(yīng)用，體體會傳感器器的應(yīng)用給給人們帶來來的方便。。列舉電磁波波在生活和和生產(chǎn)中廣廣泛應(yīng)用的的事例。了解電磁波波的技術(shù)應(yīng)應(yīng)用對人們們生活方式式的影響，，結(jié)合日常常生活中的的具體實例例發(fā)表見解解。舉例說明科科學(xué)技術(shù)的的應(yīng)用對人人類現(xiàn)代生生活帶來的的正面和負負面影響。。對科學(xué)、技技術(shù)及社會會協(xié)調(diào)發(fā)展展的重要性性發(fā)表自己己的觀點。。選修2-1中電磁波與與信息技術(shù)術(shù)中要求：：收集資料，，了解移動動通信的工工作模式、、常用術(shù)語語和移動電電話的常用用功能；通過實驗或或?qū)嵗私饨獬Ｒ妭鞲懈衅鞯墓ぷ髯髟恚肆私鈧鞲衅髌髟谏a(chǎn)、、生活中的的應(yīng)用，體體會傳感器器的應(yīng)用給給人們帶來來的方便；；了解解集集成成電電路路的的發(fā)發(fā)展展及及微微電電子子技技術(shù)術(shù)對對日日常常生生活活和和經(jīng)經(jīng)濟濟、、社社會會所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的重重大大影影響響；；知道道模模擬擬信信號號與與數(shù)數(shù)字字信信號號的的區(qū)區(qū)別別。。了解解信信息息傳傳播播、、處處理理和和存存儲儲技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展。。了了解解網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技技術(shù)術(shù)對對經(jīng)經(jīng)濟濟、、社社會會的的影影響響，，并并能能發(fā)發(fā)表表自自己己的的見見解解。。選修修3-1的二二級級主主題題———電路路中中要要求求：：通過過實實驗驗觀觀察察門門電電路路的的基基本本作作用用。。初步步了了解解邏邏輯輯電電路路的的基基本本原原理理及及其其在在自自動動控控制制中中的的應(yīng)應(yīng)用用；；初初步步了了解解集集成成電電路路的的作作用用。。關(guān)注注我我國國集集成成電電路路等等元元器器件件研研究究的的發(fā)發(fā)展展情情況況。。選修修3-2的二二級級主主題題———傳感感器器中中要要求求：：知道道非非電電學(xué)學(xué)量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換成成電電學(xué)學(xué)量量的的技技術(shù)術(shù)意意義義；；通通過過實實驗驗知知道道常常見見傳傳感感器器的的工工作作原原理理；；列列舉舉傳傳感感器器在在生生活活和和生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用。。選修修3-4的二二級級主主題題———電磁磁振振蕩蕩與與電電磁磁波波中中要要求求：：了了解解電電磁磁波波的的應(yīng)應(yīng)用用和和在在科科技技、、經(jīng)經(jīng)濟濟、、社社會會發(fā)發(fā)展展中中的的作作用用。。3、對對光光學(xué)學(xué)知知識識部部分分的的要要求求選修修2－3二級級主主題題———光與與光光學(xué)學(xué)儀儀器器中中要要求求：：認識識光光的的全全反反射射現(xiàn)現(xiàn)象象。。初初步步了了解解光光導(dǎo)導(dǎo)纖纖維維的的工工作作原原理理和和光光纖纖在在生生產(chǎn)產(chǎn)、、生生活活中中的的應(yīng)應(yīng)用用。。認認識識光光纖纖技技術(shù)術(shù)對對經(jīng)經(jīng)濟濟社社會會生生活活的的重重大大影影響響。。了解解激激光光的的特特性性和和應(yīng)應(yīng)用用。。了了解解常常見見固固體體和和氣氣體體激激光光器器的的原原理理。。舉舉例例說說明明激激光光技技術(shù)術(shù)在在生生活活和和生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的應(yīng)應(yīng)用用。。選修修3-4二級級主主題題———光中中要要求求：：認識識光光的的全全反反射射現(xiàn)現(xiàn)象象。。初初步步了了解解光光導(dǎo)導(dǎo)纖纖維維的的工工作作原原理理和和光光纖纖在在生生產(chǎn)產(chǎn)、、生生活活中中的的應(yīng)應(yīng)用用，，認認識識光光纖纖技技術(shù)術(shù)對對經(jīng)經(jīng)濟濟社社會會生生活活的的重重大大影影響響。。了解解激激光光的的特特性性和和應(yīng)應(yīng)用用。。用用激激光光觀觀察察全全息息照照相相。。4、對對核核技技術(shù)術(shù)相相關(guān)關(guān)知知識識要要求求選修修1－2二級級主主題題———能源源與與社社會會發(fā)發(fā)展展中中要要求求：：初步步了了解解一一些些典典型型射射線線的的特特性性，，知知道道放放射射現(xiàn)現(xiàn)象象的的應(yīng)應(yīng)用用及及防防護護。。了解解核核技技術(shù)術(shù)的的應(yīng)應(yīng)用用對對人人類類生生活活和和社社會會發(fā)發(fā)展展的的影影響響。。了解解愛愛因因斯斯坦坦質(zhì)質(zhì)能能方方程程的的含含義義。。知道道裂裂變變反反應(yīng)應(yīng)和和聚聚變變反反應(yīng)應(yīng)。。通過過人人類類利利用用核核能能的的歷歷史史資資料料，，認認識識核核能能的的開開發(fā)發(fā)和和利利用用。。在選修修2－3二級級主主題題———原子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與核核技技術(shù)術(shù)中中要要求求：：知道道核核裂裂變變和和鏈鏈式式反反應(yīng)應(yīng)，，初初步步了了解解反反應(yīng)應(yīng)堆堆的的類類型型和和工工作作原原理理。。知道道核核電電站站的的工工作作模模式式。。知道道大大眾眾傳傳媒媒中中經(jīng)經(jīng)常常涉涉及及的的核核武武器器的的基基本本原原理理、、主主要要特特點點和和防防護護要要領(lǐng)領(lǐng)。。知道道核核聚聚變變，，關(guān)關(guān)注注可可控控聚聚變變反反應(yīng)應(yīng)的的研研究究進進展展。。討論論核核能能的的應(yīng)應(yīng)用用對對于于經(jīng)經(jīng)濟濟、、社社會會發(fā)發(fā)展展的的意意義義及及可可能能帶帶來來的的問問題題。。在選修修3－3二級級主主題題———固體體、、液液體體與與氣氣體體中中要要求求：：了解解材材料料科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)的的有有關(guān)關(guān)知知識識及及應(yīng)應(yīng)用用。。體會會它它們們的的發(fā)發(fā)展展對對人人類類生生活活和和社社會會發(fā)發(fā)展展的的影影響響。。5.材料料科科學(xué)學(xué)方方面面三、、現(xiàn)現(xiàn)代代科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)在在物物理理教教材材中中的的呈呈現(xiàn)現(xiàn)第二二節(jié)節(jié)教教學(xué)學(xué)中中如如何何融融進進物物理理學(xué)學(xué)科科前前沿沿內(nèi)內(nèi)容容、必必要要性性1.現(xiàn)代代科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)發(fā)發(fā)展展的的需需要要科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)之之應(yīng)應(yīng)用用的的深深入入和和普普及及:計算算機機、、互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)無線線通通信信設(shè)設(shè)備備衛(wèi)星星導(dǎo)導(dǎo)航航其他他“你你的的發(fā)發(fā)明明改改變變了了世世界界通通訊訊模模式式，，為為信信息息高高速速公公路路奠奠下下基基石石。。………””光纖纖之之父父高高錕錕科學(xué)學(xué)與與技技術(shù)術(shù)水水乳乳交交融融，，相相互互作作用用共共同同發(fā)發(fā)展展激光光制制導(dǎo)導(dǎo)歐洲洲粒粒子子對對撞撞機機新技技術(shù)術(shù)的的開開發(fā)發(fā)到到普普及及的的周周期期大大大大縮縮短短實現(xiàn)現(xiàn)的的存存儲儲密密度度按按指指數(shù)數(shù)函函數(shù)數(shù)增增長長2.培養(yǎng)養(yǎng)現(xiàn)現(xiàn)代代社社會會的的主主人人的的需需要要新版版的的《高中中物物理理課課程程標標準準》指出出““高高中中物物理理課課程程旨旨在在進進一一步步提提高高學(xué)學(xué)生生的的科科學(xué)學(xué)素素養(yǎng)養(yǎng)，，從從知知識識與與技技能能、、過過程程與與方方法法、、情情感感態(tài)態(tài)度度與與價價值值觀觀等等三三個個方方面面培培養(yǎng)養(yǎng)學(xué)學(xué)生生，，為為學(xué)學(xué)生生終終身身發(fā)發(fā)展展、、能能應(yīng)應(yīng)付付現(xiàn)現(xiàn)代代社社會會和和未未來來發(fā)發(fā)展展的的挑挑戰(zhàn)戰(zhàn)奠奠定定基基礎(chǔ)礎(chǔ)””。。二、、前前沿沿物物理理教教育育的的原原則則科學(xué)學(xué)性性與與教教育育性性相相結(jié)結(jié)合合的的原原則則可接接受受性性原原則則激發(fā)發(fā)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)興興趣趣的的原原則則直觀觀性性與與抽抽象象性性相相結(jié)結(jié)合合的的原原則則三、、引入入方方式式1.關(guān)心心時時事事，，從從新新聞聞引引入入必須須會會用用媒媒體體、、善善用用媒媒體體最終終傳傳達達給給學(xué)學(xué)生生的的應(yīng)應(yīng)該該是是正正確確的的、、專專業(yè)業(yè)的的、、權(quán)權(quán)威威的的有有關(guān)關(guān)知知識識或或信信息息養(yǎng)成成關(guān)關(guān)心心時時事事的的習(xí)習(xí)慣慣2009年諾諾貝貝爾爾物物理理獎獎頒頒給給了了加加拿拿大大和和美美國國國國籍籍科科學(xué)學(xué)家家高高錕錕、、美美國國科科學(xué)學(xué)家家WillardS.Boyle和GeorgeE.SmithCCD（Charge-coupledDevice）即即電電荷荷耦耦合合元元件件。。CCD是一一種種半半導(dǎo)導(dǎo)體體器器件件，，能能夠夠把把光光學(xué)學(xué)影影像像轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為數(shù)數(shù)字字信信號號。。CCD上植植入入的的微微小小光光敏敏物物質(zhì)質(zhì)稱稱作作像像素素（（Pixel）。。一一塊塊CCD上包包含含的的像像素素數(shù)數(shù)越越多多，，其其提提供供的的畫畫面面分分辨辨率率也也就就越越高高。。2.關(guān)心心當(dāng)當(dāng)代代科科學(xué)學(xué)成成就就，，從從重重大大事事件件引引入入每當(dāng)當(dāng)科科學(xué)學(xué)上上出出現(xiàn)現(xiàn)重重大大成成就就，，人人類類就就會會向向前前邁邁出出一一大大步步麥克斯韋電磁磁理論的建立立，使得人類類的通信領(lǐng)域域從快馬加驛驛站、烽火和和狼煙，到了了一個全新理理念的通信領(lǐng)領(lǐng)域—有線和無線通通信麥克斯韋微波技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用雷達、導(dǎo)彈、、導(dǎo)航、電子子戰(zhàn)和軍用通通訊等多路通訊、微微波遙感和微微波能應(yīng)用（（如：腫瘤微微波熱療、微微波手術(shù)刀以以及微波爐等等）等首先應(yīng)關(guān)注其其重大現(xiàn)實意意義，和對未未來的影響。。其次，注意當(dāng)當(dāng)代科學(xué)成就就的多學(xué)科特特點。特別注注意本學(xué)科在在其他領(lǐng)域的的應(yīng)用。最后，需要與與所學(xué)知識適適當(dāng)結(jié)合。嫦娥一號人造造衛(wèi)星可以結(jié)合所學(xué)學(xué)內(nèi)容介紹：：光學(xué)系統(tǒng)、能量系統(tǒng)、升空和環(huán)繞過過程國人的驕傲歐洲粒子對撞撞機對撞過程、加速過程可能對物理學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)產(chǎn)產(chǎn)生重大影響響3.聯(lián)系課堂內(nèi)容容，不放過可可以合理引入入的機會課堂內(nèi)容的深深化、拓展光的偏振0r0i0i利用偏振光干干涉看到的結(jié)結(jié)冰過程玻片堆可獲得得兩束線偏振振光光的干涉(1)(2)邁克耳遜干涉涉儀“重要的物理理思想+巧妙的實驗構(gòu)構(gòu)思+精湛的實驗技技術(shù)”的“科科學(xué)中的藝術(shù)術(shù)”四、結(jié)合的程程度1.定性了解，激激發(fā)學(xué)生的興興趣首先是達到激激發(fā)興趣的目目的其次可以啟發(fā)發(fā)學(xué)生的思考考、培養(yǎng)思維維的開放性和和創(chuàng)新意識再者可以擴大大知識面、擴擴充知識結(jié)構(gòu)構(gòu)光學(xué)成像系統(tǒng)統(tǒng)中的仿生透透鏡組提高各微小透透鏡的填充系系數(shù)和每個透透鏡成像質(zhì)量量復(fù)眼的特點：：體積小；相對對簡單的視覺覺信息并行處處理系統(tǒng)；視視場大；無機機械掃描；對對運動目標敏敏感非常適用于航航空、航天、、軍事等領(lǐng)域域光學(xué)儀器部分分，介紹發(fā)光光二極管LED奧運畫軸上有有約4萬多個LED在PN結(jié)上施加正向向電壓時．使使電子自N型進入P型半導(dǎo)體，形形成了少數(shù)載載流子的注入入和復(fù)合。其其能量從高能能級返回至低低能級，有一一部分會以光光的形式樣放放能量。LED電視機已出現(xiàn)現(xiàn)于商場量子初步的教教學(xué)，簡單介介紹其應(yīng)用之之一的量子保保密通信量子比特可以以由：原子的的基態(tài)和激發(fā)發(fā)態(tài)，核自旋旋的-Z和+Z方向，光子的的兩個正交偏偏振態(tài)等構(gòu)成成量子不可克隆隆和測不準原原理可以提供供量子密鑰分分配的安全性性(不可竊聽復(fù)制制)，與一次一密密算法相結(jié)合合，原理上可可提供不可竊竊聽、不可破破譯的安全保保密通信。2.定性了解，在在所學(xué)知識上上的擴展、深深化在各個教育的的層面上，知知識部分真理理具有條件性性。防止由于教學(xué)學(xué)的強化，學(xué)學(xué)生把特例當(dāng)當(dāng)做概念的本本身如功的定義式式，一些新大大學(xué)生總是寫寫出恒力、力力與位移在同同一方向時的的功的表達式式應(yīng)對一般情情況如加速度，一一些剛進入大大學(xué)的學(xué)生總總希望用勻變變速運動公式式求一般情況況下的加速度度。磁通量這個概概念而介紹通通量這個一般般的概念光纖的認識。。我們的大、、中學(xué)生一提提及光纖想到到的經(jīng)常是光光線在纖心的的全反射。很很少有學(xué)生想想到，光纖內(nèi)內(nèi)傳播的是電電磁波，滿足足波動方程，，不同條件下下有不同的模模式不能把知識教教成過于固定定的東西，要要有發(fā)展的思思路，有利于于終身學(xué)習(xí)、、發(fā)展。3.在簡化的模式式上定量計算算注意理解實際際問題--轉(zhuǎn)化為物理語語言--簡化為物理模模式例1（09高考全國2卷26題21分)如圖，P、Q為某地區(qū)水平平地面上的兩兩點，在P點正下方一球球形區(qū)域內(nèi)儲儲藏有石油，，假定區(qū)域周周圍巖石均勻勻分布，密度度為。石油密度遠遠小于，可將上述球球形區(qū)域視為為空腔。如果果沒有這一空空腔，則該地地區(qū)重力加速速度（正常值值）沿豎直方方向，當(dāng)存在在空腔時，該該地區(qū)重力加加速度的大小小和方向會與與正常情況有有微小偏離。。重力加速度度在原豎直方方向（即PO方向）上的投投影相對于正正常值的偏離離叫做“重力力加速度反常常”為了探尋尋石油區(qū)域的的位置和石油油儲量，常利利用P點到附近重力力加速度反常常現(xiàn)象，已知知引力常數(shù)為為G。1）設(shè)球形空腔腔體積為V，球心深度為為d（遠小于地球球半徑），=x，求空腔所引引起的Q點處的重力加加速度反常。。2）若在水平地地面上半徑L的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：重力加速速度反常值在在與（k>1）之間變化，，且重力加速速度反常的最最大值出現(xiàn)在在半為L的范圍的中心心。如果這種種反常是由于于地下存在某某一球形空腔腔造成的，試試求此球形空空腔球心的深深度和空腔的的體積。如果將近地表表的球形空腔腔填滿密度為為的巖石,則該地區(qū)重力力加速度便回回到正常值。。因此,重力加速度反反?？赏ㄟ^填填充后的球形形區(qū)域產(chǎn)生的的附加引力來計算,式中的m是Q點處某質(zhì)點的的質(zhì)量,M是填充后球形形區(qū)域的質(zhì)量量，可表示為為:r是球形空腔中中心O至Q點的距離，可可表示為：g在數(shù)值上等于于由于存在球球形空腔所引引起的Q點處重力加速速度改變的大大小。Q點處重力加速速度改變的方方向沿OQ方向,重力加速度反反常g’是這一改變在在豎直方向上上的投影，利利用三角形相相似表示為：：聯(lián)立以上式子子得：由上式得,重力加速度反反常的最大值值和最小值分分別為總結(jié)：本問題題來自于高考考題的最末一一題，是一個個比較難的問問題。統(tǒng)觀整整個解題過程程，最難的難難點在于一個個觀念的建立立即：重力加加速度反?？煽赏ㄟ^填充密密度為的巖石石后的球形區(qū)區(qū)域產(chǎn)生的附附加引力來計計算。補償法是一種種利用已有模模型，經(jīng)常是是對稱模型，，來解決相似似或不對稱問問題的方法。。這種方法的的利用需要一一個前提，知知道某模型（（經(jīng)常是對稱稱模型），在在上題中是““若以巖石填填滿空腔時””。練習(xí)：（09北京20題）圖示為為一個內(nèi)、外外半徑分別為為R1和R2的圓環(huán)狀均勻勻帶電平面，，其單位面積積帶電量為。取環(huán)面中心心O為原點，以垂垂直于環(huán)面的的軸線為x軸。設(shè)軸上任任意點P到O點的的距離為為x，P點電場強度的的大小為E。下面給出E的四個表達式式（式中k為靜電力常量量），其中只只有一個是合合理的。你可可能不會求解解此處的場強強E，但是你可以以通過一定的的物理分析，，對下列表達達式的合理性性做出判斷。。根據(jù)你的判判斷，E的合理表達式式應(yīng)為（B）利用疊加：半半徑為R2，密度圓面，與半徑為R1，密度-圓面疊加（B）中右邊單位位利用單位：例2(08天津25題22分)磁懸浮列車是是一種高速低低耗的新型交交通工具。它它的驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)簡化為如下下模型，固定定在列車下端端的動力繞組組可視為一個個矩形純電阻阻金屬框，電電阻為R，金屬框置于于xOy平面內(nèi)，長邊邊MN長為l，平行于y軸，寬為d的NP邊平行于x軸，如圖1所示。列車軌軌道沿Ox方向，軌道區(qū)區(qū)域內(nèi)存在垂垂直于金屬框框平面的磁場場，磁感應(yīng)強強度B沿Ox方向按正弦規(guī)規(guī)律分布，其其空間周期為為λ，最大值為B0，如圖2所示，金屬框框同一長邊上上各處的磁感感應(yīng)強度相同同，整個磁場場以速度v0沿Ox方向勻速平移移。設(shè)在短暫暫時間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的的磁感應(yīng)強度度隨時間的變變化可以忽略略，并忽略一一切阻力。列列車在驅(qū)動系系統(tǒng)作用下沿沿Ox方向加速行駛駛，某時刻速速度為v(v<v0)。1)簡要敘述列車車運行中獲得得驅(qū)動力的原原理；(2)為使列車獲得得最大驅(qū)動力力，寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場場中的什么位位置及λ與d之間應(yīng)滿足的的關(guān)系式；(3)計算在滿足第第(2)問的條件下列列車速度為v時驅(qū)動力的大大小。(1)由于列車速度度與磁場平移移速度不同，，導(dǎo)致穿過金金屬框的磁通通量發(fā)生變化化，由于電磁磁感應(yīng)，金屬屬框中會產(chǎn)生生感應(yīng)電流，，該電流受到到的安培力即即為驅(qū)動力。。(2)為使列車獲得得最大驅(qū)動力力，MN、PQ應(yīng)位于磁場中中磁感應(yīng)強度度同為最大值值且反向的地地方，這會使使得金屬框所所圍面積的磁磁通量變化率率最大，導(dǎo)致致框中電流最最強，也會使使得金屬框長長邊中電流受受到的安培力力最大。因此此，d應(yīng)為的/2奇數(shù)倍，即或(3)由于滿足第(2)問條件：則MN、PQ邊所在處的磁磁感應(yīng)強度大大小均為B0且方向總相反反，經(jīng)短暫的的時間t，磁場沿Ox方向平移的距距離為v0t，同時，金屬屬框沿Ox方向移移動的的距離離為vt。解：因因為v0>V，所以以在t時間內(nèi)內(nèi)MN邊掃過過磁場場的面面積t時間內(nèi)內(nèi)，MN邊左側(cè)側(cè)穿過過S的磁通通移進進金屬屬框而而引