核心素養培養素養1物理觀念——物理概念和規律的辨析

D1．方法概述(1)方法特點：等效思維方法就是將一個復雜的物理問題等效為一個熟知的物理模型或問題的方法。常見的等效法有“分解”“合成”“等效類比”“等效替換”“等效變換”“等效簡化”等。(2)規律分析：帶電粒子在勻強電場和重力場組成的復合場中做圓周運動的問題是一類重要而典型的題型。對于這類問題，若采用常規方法求解，過程復雜，運算量大。若采用“等效法”求解，則過程比較簡捷。素養2科學思維——“等效法”在電場中的應用[思路點撥]解此題應注意兩點：(1)如果只有重力場，小球恰好做完整的圓周運動時在最高點的受力特點。(2)在重力場和電場的復合場中，小球恰好做完整的圓周運動時在“最高點”的受力情況。

[答案]

7.7R1．實驗器材電源、單刀雙擲開關、平行板電容器、電流表和電壓表。2．實驗步驟(1)調節直流可調電源，輸出為6V，并用多用電表校準。(2)關閉電源開關，正確連接實物圖，電路圖如圖。素養3科學探究——觀察電容器電容的充放電過程(3)打開電源，把雙聯開關S打到上面，使觸點1和觸點2連通，觀察電容器的充電現象，并將結果記錄在數據處理的表格中。(4)把雙聯開關S打到下面，使觸點3和觸點2連通，觀察電容器的放電現象，并將結果記錄在數據處理的表格中。(5)記錄好實驗結果，關閉電源。

[典例3]

(多選)電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，可以捕捉到瞬間的電流變化，相當于一個理想電流表。用如圖甲所示的電路來研究電容器的放電過程。實驗時將開關S撥到1端，用直流電壓為8V的電源給電容器充電，待電路穩定后，將電流傳感器打開，再將開關S撥到2端，電容器通過電阻R放電。以S撥到2端時為t＝0時刻，電流傳感器測得的電流I隨時間t的變化圖像如圖乙所示，根據題意，下列說法正確的是(

)ACA．由It圖像可知，電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為3.6×10－3CB．由It圖像可知，電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為3.6CC．此電容器的電容約為4.5×10－4FD．此電容器的電容約為0.45F與生產、生活相聯系的電場試題的情景往往十分新穎，所敘述的內容可能平時很少涉及，但問題的實質仍是電場特點和規律的應用。素養4科學態度與責任——與電場相關的STSE問題

[典例4]

(多選)目前智能手機普遍采用了電容觸摸屏，電容觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的，它是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各涂一層ITO(納米銦錫金屬氧化物)，夾層ITO涂層作為工作面，四個角引出四個電極，當用戶手指觸摸電容觸摸屏時，手指和工作面形成一個電容器，因為工作面上接有高頻信號，電流通過這個電容器分別從屏的四個角上的電極中流出，且理論上流經四個電極的電流與手指到四個角的距離成比例，控制器通過對四個電流比例的精密計算來確定手指位置。對于電容觸摸屏，下列說法正確的是(

)ADA．電容觸摸屏只需要觸摸，不需要壓力即能產生位置信號B．使用絕緣筆在電容觸摸屏上也能進行觸控操作C．手指壓力變大時，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，電容變小D．手指與屏的接觸面積變大時，電容變大[解析]

據題意知，電容觸摸屏只需要觸摸，由于流經四個電極的電流與手指到四個角的距離成比例，控制器就能確定手指的位置，因此不需要手指有壓力，故A正確；絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容觸摸屏上進行觸