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1、中学物理静电场复习教学的基本策略作者：李志豪 文章来源：职业圈 点击数：2247 更新时间：2008-4-17中学物理静电场复习教学的基本策略作者：李志豪静电场知识是高中物理的重点内容,同时又因涉及的概念繁多且抽象而成为学生学习的难点。如何根据静电场知识的结构特点组织好教学内容,使复习教学更富有实效,是物理教师共同思考的问题。笔者认为可从以下几个层次展开复习:一、从基本概念着眼,构建知识结构电场力F、电场力做功W、电势能Ep是电场的基本性质,电场强度E、电势差U、电势ф是描写电场性质的相应物理量。弄清这些基本概念,是分析研究电场问题的重要基
2、础。在复习教学中,不仅要使学生理解概念本身的物理内涵,还应理清概念间的相互关系,并在学生头脑中形成一定的知识结构。为此,可引导学生根据概念间的内在联系,构建一个有序的知识网络:从这个知识结构网络,我们不仅可以做到提纲挈领,更有效地帮助学生澄清基本概念、掌握有关电场的基础知识,并且也为学生提供了清晰的解题思路。如:例1:如图1所示,电容量为C的平行板电容器的两极板M、N带有等量异种电荷,其中的N板接地。已知一电子(电荷量为-e)从远处运动到两板间中点P的过程中,电势能增加了E,则由此可推知M极板的带电情况为:()A.带正电,电荷量为2CE/eB.带负电,电荷量
3、为2CE/eC.带正电,电荷量为CE/2eD.带负电,电荷量为CE/2e分析:已知电容器电容量求极板带电情况,其关键是求两极板间的电势差UMN。对照上面的结构图示,由题给条件求UMN,可以有两条求解途径:其一是由电子到达P点时的电势能EP=E—P点的电势ψP=EP/-e→UPN=ψP—ψN=ψP=E/-e→UMN=2UPN=2E/-e→M极板的带电量QM=-2CE/e;其二是由EP=E→WPN=EP—EN=EP=E→UPN=WPN/-e=E/-e→UMN=2UPN=→M极板的带电量QM=-2CE/e。二、从基本原理出发,透析电场规律库仑定律是静电场的基本定律
4、,由库仑定律出发建立点电荷电场模型,进而根据电场的叠加原理分析讨论各种常见电场的空间分布规律,并用来解决各种电场的具体问题,是电场复习的重要内容。其复习的基本思路可表示为:具体可从以下几个方面引导学生进行分析讨论:(1)透析典型电场的分布规律。例如等量异种电荷和等量同种电荷的电场,是两种最基本的点电荷组电场。在教学中,由点电荷的场强和电势分布规律E=kQ/r2、ψ=kQ/r,借助于电场的叠加原理,对上述电场的场强和电势的空间分布情况(如等量异种电荷的电场中,中心点场强不为零而电势却为零,越靠近点电荷的等势面越接近球形,中垂面上场强如何分布,等等)进行分析,有
5、助于学生理解其电场线和等势面的特征,为准确恰当地利用电场线和等势面分析具体问题提供了重要的保证,从而使学生更深刻地把握电场规律,提高对电场认识的深度。(2)讨论多电荷电场的相关问题。例如:例2如图2所示,边长为L的正三角形的三个顶点A、B、C上依次放置电荷量为+q、+q和-q的点电荷,形成一个电场,求:1)正三角形的中心O点电场强度;2)如果在这个电场中放入一个带正电的试探电荷,把这个试探电荷从O点移出电场,电场力对这个试探电荷是做正功还是负功?解析:1)O处有三个点电荷所产生的电场叠加,其中A、B、C三个点电荷在O处的场强大小EA=EB=EC=3kq/L2
6、,根据场强的矢量叠加原理和三个场强的方向可得O点实际的电场强度大小为E=6kq/L2,方向沿由O指向C的方向;2)把试探电荷从O点移出电场,电场力对试探电荷做的功是正还是负,取决于O点电势比零电势高还是低。根据电势的标量叠加原理,B、C两个点电荷形成的电场在O点电势叠加结果为零,加上A处的正点电荷在O点电场的电势为正,则O点电势为正,比零电势高,所以带正电的试探电荷从O处移出电场的过程,电场力做正功。(3)剖析电场中的导体问题。对于涉及电场中的导体问题,学生常会机械地根据记住的某些结论作出错误的判断。为畅通思路,消除思维障碍,应该从电场的叠加原理出发,对相应
7、物理过程的本质进行剖析,使学生在头脑中形成一幅清晰而准确的物理图象。例如:例3如图3所示,不带电的绝缘导体A移近带正电的导体B后,将A的M端接地,则导体A两端的带电情况如何?解析:导体A移近B时,因静电感应使A的M端出现负电荷、N端出现等量的正电荷,最后当B在A内的场强E1与A两端的感应电荷在A内的场强E2叠加,使各处的场强为零时,达到静电平衡而成为一等势体。此时将A的M端接地,则电子将从低电势的大地沿接地导线移向高电势的M端,而使M端的负电荷增多、电势降低,同时导致感应电荷在A内产生的场强E2大于E1,使A内的合场强向左,A内电子受电场力移向N端与正电荷中
8、和,从而使N端的电势也随之降低,直到A整体的电势降为
