表述、研究、回答、延伸

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1、表述、研究、回答、延伸师者，所以传道授业解惑者也，答疑解惑是教师的重要职责之一.而物理学科是一门逻辑思维要求很高的学科，学生学习过程中产生的疑问往往不是三言两语可以解决的.笔者认为面对学生的提出的疑问，可以抓住表述、分析、解答、延伸四个环节.1帮助学生准确、清晰表述疑问学生做了一道题后问了这样一个问题：如图1,竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道PQ、MN,轨道间有垂直轨道平面的磁感应强度等值反向的匀强磁场，两磁场竖直向上作匀速运动带动金属框abed向上运动时，框内的电流I为何可以笔者没有直接回答，而是通过问答帮助学生准确表述他的疑问：师：什么是非

2、纯电阻？生：像电动机那样，电能不仅转化为焦耳热，还转化为其它形式能的电路.师：重新表述图1情景中的疑问.一番思考后学生终于准确地表述出了他的疑问：图1中线框的电能不仅转化为焦耳热，还转化为线框的机械能了，为何还能将线框当纯电阻电路处理？很多情况下，学生并不能准确表述他的疑问，经常听到的是“这题怎么做”等不能切中要害、不能突出主要矛盾的问题•遇到这样的情况笔者总是让学生说清楚他在什么地方被卡住了：是找不到入手分析的角度，还是分析不清物理过程、状态，还是不清楚用什么定理定律，还是为什么可以这样做、为什么不可以那么认为等等.准确表述了疑问，笔者继续引导

3、学生将问题简化，以求清晰表述.笔者提示，图1所示情景为双杆切割，而且线框的重力势能、动能都变化了，能否设计一个情景，既保留疑问，又没这么复杂？于是学生设计了如图2所示的情景：导体棒静止在水平放置的光滑导轨上，垂直于导轨平面的磁场[TP8GW04.TIF,X,BP#]向右匀速运动带动金属棒由静止向右加速运动过程中，系统动能增加，电路还能看成纯电阻电路吗？这样就把双杆切割、动能和重力势能都变化简化成单杆切割、仅动能变化，保留了原问题的关键部分，使得疑问更加清晰.2教师自己全面分析问题帮助学生准确、清晰表述后，教师自己应先对疑问进行全面的分析.对于上面

4、的问题，笔者从学生熟知的纯电阻、非纯电阻电路入手：考察最简单的纯电阻电路如图3,之所以说它是纯电阻电路，是因为电池内部使电子从正极运动到负极的非静电力做功使化学能转化为电路中的焦耳热；而之所以图4电路为非纯电阻电路，是因为非静电力做功使化学能转化为电路中的焦耳热和电动机输出的机械能.可见，找到非静电力，分析其做功对应能量转化情况是区分纯电阻、非纯电阻电路的关键•若做功对应将其它形式的能全部转化为焦耳热则为纯电阻电路，部分转化为焦耳热就是非纯电阻电路.那么分析图2电路，棒内电子在沿磁场运动方向上相对磁场向左运动而受洛伦兹分力fl,如图5,棒内所有定

5、向移动电子受到的洛伦兹分力fl就是此电路中的非静电力，该力做功对应其它形式的能全部转化为电路中的焦耳热，因此图2电路与图3电路一样，为纯电阻电路.分析到这里其实可以回答学生问题了，但如果真就从这个角度去解答，恐怕学生又会产生一大堆新的疑问：如电子受洛伦兹力的另一个分力f2做功吗？（棒内电子因沿棒定向移动而受洛伦兹力的分力f2,这个f2也做正功，所有定向移动电子受f2之和宏观表现为安培力）再如电子受洛伦兹力是不是对电子做正功了？（以地面为参考系，这里电子受洛伦兹力的确做功了，所谓洛伦兹力不做功必须以磁场为参考系）……这些问题的分析超出了一般学生能理

6、解的范围.因此，笔者不准备从这个角度解答学生的疑问，而是从另一个角度：金属棒向右加速运动过程中，对金属棒运用动能定理，安培力做的功等于动能的增量，即以匀速运动的磁场为研究对象，磁场受安培力的反作用力FA'和与FA'平衡的外力F,据动能定理(3)式即对磁场、金属棒、电路组成系统利用动能定理，其中外力做功WF等于外界转移到系统的能量，WA‘-WA即系统克服安培力及其反作用力做的净功，此净功等于电路中产生的电能，就像木块在木板上滑动模型中，系统克服一对滑动摩擦力做的净功等于系统因摩擦而产生的内能一样.这样，根据③式能量转化关系就清楚了：外界能量(等于外

7、力做功WF)转化为电路电能与金属棒的动能，电路中的电能最终全部转化为焦耳热，可见金属棒增加的动能并非电能转化而来，图2所示电路仍为纯电阻电路.这样分析实际上利用了系统克服安培力做功等于电路中产生的电能这一现成结论，从而避免了图5分析中学生可能产生的更为复杂的新疑问，而这个现成的结论对于高中生而言还是能够接受的，一些电磁感应的习题就要用到这个结论.当然，这个结论也可以从图5所示的微观角度推导得出,限于篇幅，就不再赘述了.3在师生互动中酌情回答问题教师对疑问进行全面的分析后就可以向学生解答问题了，可以先问学生：图2电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路应从

8、哪个角度去分析？针对学生的不同回答引导他们从功能关系角度分析并列式，再通过式子的变化得出电路、磁场组成系统的能量转化情况，还可以酌情提示