對于物理習題,我們不應盡滿足于原問題的解決,要對原題進行引伸,變換,拓寬,擴展,從不同的角度來認識相同的問題,將學生引向?qū)W習深處,起到事半功倍的效果。下面就磁現(xiàn)象中涉及同一個知識點的試題加以變換:
母題:有一條形鐵塊,上面的字樣已模糊不清,試用多種方法判定它是否具有磁性。
分析:磁的知識在日常生活中并不常見,同學們往往只懂得磁極間的相互作用。要用多種方法去判斷鐵塊是否具有磁性,需要熟練掌握有關磁性的知識。
可以采用的方法有:
方法1:根據(jù)磁體的吸鐵性來判斷。取一些磁性物質(zhì)(如少量鐵粉),如條形鐵塊能吸引鐵粉,就說明它有磁性,是磁體。
方法2:根據(jù)磁體的指向性判斷:把條形鐵塊用細線系住可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。如果它具有磁性,它將會在地球磁場的作用下,只在南北方向停下來。如果該鐵塊不具有磁性,就會在任意方向停下來。
方法3:根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律判斷:另取一根條形磁鐵,用其兩端分別先后去靠近條形鐵塊的某一端,如果兩次都能吸引,說明它是鐵塊,無磁性;如果一次吸引,一次排斥,說明它有磁性,是磁鐵。
方法4:根據(jù)磁極的磁性最強判斷:找一個具有磁性的條形磁體,具體的區(qū)分方法是:將條形磁體的一端從鐵塊的左端向右滑動,若發(fā)現(xiàn)吸引力的大小不變,則說明鐵塊沒有磁性;若吸引力一直由大變小或者一直由小變大,則說明鐵塊有磁性。
總結:判斷物體是否是磁體,主要可依據(jù)磁鐵的吸鐵性,指向性以及磁極間的相互作用規(guī)律。跟判斷物體是否帶電相類似,要判斷某物體是否有磁性,可以將另一磁體靠近它,并觀察到兩者相互排斥時,就能判定被考察物體是有磁性的。如果被考察物體是鐵磁性物質(zhì)的,由于另一磁鐵具有吸鐵性,因此兩者互相吸引不能證明雙方都一定具有磁性。
變式1:水平放置的一根條形磁鐵一端吸著一枚較重的鐵釘,若用另一根同樣的條形磁鐵的S極與原來磁鐵的N極靠攏時,如圖1,可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是( 。
A.將鐵釘吸得更牢
B.鐵釘落下
C.鐵釘尖端將被吸向右端磁鐵
D.鐵釘尖端將被吸向左端磁鐵
分析:在本題中,把原題中的“沒有磁性鋼棒”換成“較重鐵釘”,把“有磁性鋼棒”換成了“兩根磁鐵”,用圖示使問題具體化.本題和原題相比既有繼承,又有發(fā)展,可謂推陳出新.
本題考察的是磁鐵的性質(zhì),由于把問題“動態(tài)”化,所以增加了題目的難度,解題時只要把動態(tài)轉(zhuǎn)化為“靜態(tài)”,此題則不難解答.
如圖,一根條形磁鐵的S極與原來磁鐵的N極靠攏后,就可以把兩條形磁鐵看成一個較大的條形磁鐵,根據(jù)條形磁鐵的性質(zhì):兩端磁性強而中間磁性極弱.所以鐵釘回落下.(如同母題中的方法4)
答案:B
變式2:用圖示裝置進行實驗探究。研究對象有:鐵片、鋁片、玻璃片、紙片、鋼片。將這些研究對象分別置于U型磁鐵與回形針之間。請將實驗探究的結果填在下表中。
拓寬之后,題目中增加了“動態(tài)”的隱含條件,來探究實驗結果,使題目的難度增加了不少,但是只要從基本的物理概念和規(guī)律出發(fā),充分考慮物理過程,同樣能夠順利地解答出來。
分析:本題主要實驗器材由前兩題的條形磁鐵換為蹄形磁鐵,看起來和前兩題沒有多大聯(lián)系,這正是題目設計的巧妙之處,也是使學生失分的主要原因(學生做此題時往往把表格中的兩空填反)。實際上,沒插入物質(zhì)前,因為蹄形磁鐵兩端的磁極磁性最強,所以回形針被吸起。當插入鐵片等物質(zhì)時,鐵片會被磁化,這時的鐵片就相當于一個條形磁鐵,它的中部磁性最弱,所以回形針下落;插入鋁片等物質(zhì)時,它們不會被磁化,而在回形針周圍仍會有蹄形磁鐵的磁場,所以回形針不會下落。
變式3:(2009 梅州)如圖所示,一根條形磁體左端為N極,右端為S極。下圖所示從N極到S極磁性強弱變化情況正確的是( )
分析:該題從圖像的角度展示了磁性的變化規(guī)律。我們已經(jīng)知道,磁體上磁性最強的部分在磁體的兩端──磁極。在圖像上表現(xiàn)出來就是N端磁性強,S端的磁性也強,而中間的磁性最弱。
答案:D。
感悟:該文涉及到的主要知識點是:磁體上磁性最強的部分在磁極,磁體中間的磁性最弱。從母題到三個變式均考查到了這個知識點,但是它們考查的角度是不同的:母題是設計類試題,可以應用到磁極的特點,變式1將母題中的方法4進行了“動態(tài)化”的變形,變式2增加了“動態(tài)”的隱含條件,來探究實驗結果,變式3是從圖像的角度來理解知識。這種從多角度、多方位的對問題進行變化,可以引出一系列與同一個知識點相關的題目,形成多變導向,能對知識有一個進一步深化理解,從而開拓思路,啟迪發(fā)散思維。
河北省黃驊市羊二莊中學 劉耀忠
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