“电场” 复习专题课的教学设计[文档资料]

“ 电场 ” 复习专题课的教学设计 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 电场是高中物理的重要知识点，也是一个抽象、难懂的概念 .电场作为高中物理深入研究的电磁学的开端，这一内容的学习，可以为本章后面学习恒定电流、磁场、电磁感应以及后继模块中的电磁波的学习奠定基础 . 学生在初中物理学习中已经知道，电场是由带电粒子产生的，他们还知道同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，但他们没有深层次研究电场在力方面以及能量方面的性质 .当学生在经典力学的基础上猛 地接触电场，总感不适应，难度太大 .如何从思维的抽象上升到思维的具体，如何把电场知识和力学、能量的特性有机地联系起来，这是学生认识水平的需要，也是教师在教学中不可回避的问题 . 1 建构模型，提出问题 (1)如图 1 所示，图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子 M、 N 质量相等，所带电量的绝对值也相等 .现将 M、 N 从虚线上的 O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示 .点 a、 b、c 为实线与虚线的交点，已知 O 点电势高于 c 点 .若不计重力，则 A.M 带负电 荷， N 带正电荷 B.N 在 a 点的速度与 M 在 c 点的速度大小相同 C.N 在从 O 点运动至 a 点的过程中克服电场力做功 D.M 在从 O 点运动至 b 点的过程中，电场力对它做的功等于零 提出问题：如何从 M、 N 两粒子的运行轨迹判断受力的方向？ 教师引导学生从曲线运动中合力方向总偏向于轨迹内部的特点以及等势面与电场线相互垂直的关系，概括出 a、b、 c 三点的受力方向 .(如图 1， a 点竖直向上， b、 c 两点的受力竖直向下 ) (2)引导学生回答： a、 b、 c 三点的速度如何？分别与该点受 力的夹角是什么？ 要求学生讨论：在 M、 N 的运行轨迹中，电场力做什么功？速度如何变化？ 学生将讨论后回答：不论是 M 还是 N 粒子，电场力都是做正功，即：电场力做正功，电势能减小，动能增加，速度变大 . (3)教师提出这节课要研究的问题： 带点粒子在电场中运行时，由于受到电场力的作用，所以分析运行轨迹的特点，即可得到受力的特性，然后再结合受力与速度之间夹角的特性，使电场问题变成学生容易接受的力学试题 . 设计意图探究始于问题，作为复习课，学生已经有了一定的基础，选择典 型的问题作为切入后，构建模型，通过解决问题的过程复习所学知识点，将学生从抽象的概念中引入具体的实践中，是一种直观的，既能够调动学生学习积极性的做法，避免干巴巴的重复，又能使学生在实际中得到锻炼 . 解决问题都有自己的规律，要通过典型试题找到解决问题的基本思路，避免就题论题，无法提高学生的能力 . 2 举一反三，总结规律 2.1 教师对学生进行启发式引导 通过上述试题，学生能够解决在匀强电场中带电粒子的运行轨迹、受力及速度变化的问题，那么这种解决问题的思维是不是具有普遍性呢？ 为了回答这个问题，我们来看这样一道非匀强电场中带点粒子运行的问题 . 如图 2 所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹， a、 b 是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出正确判断的是 A.带电粒子所带电荷的正、负 B.带电粒子在 a、 b 两点的受力方向 C.带电粒子在 a、 b 两点的速度何处较大 D.带电粒子在 a、 b 两点的加速度何处较大 师生通过共同分析，可得受力图示 ，并在假设的基础上，得出速度变化的特性 . 2.2 教师引导学生总结出解题的思维 (1)物体受力在轨迹的内侧，与该定点电场线的切向方向相同或与该点等势面的方向垂直 . (2)速度取该点的切线方向 . (3)观察电场力与速度之间夹角，判断电场力做正功还是负功，从而得出速度的变化、电势能的变化特性 . 在以上分析结论的过程中启发我们基本思维： (1)认清轨迹 ；(2)判断受力 ；(3)明确运动 . 设计意图学生在考虑电场试题时，头脑中出现的信息往往是单一的，不能就各个知 识点有机地联系起来，只能就题论题，试题稍作变动，就无所适从，通过创设一类问题的情景，让学生在解决一类问题中比较、分析，求同存异，帮助学生找到解决问题的基本思维、基本规律 .这种解决问题的方法，可以迁移到其他更深层次，综合性更强的问题上面，为后期解决复合场的问题奠定基础，明确方向 . 3 层层深入，拓宽思维 师：当带点力在电场中的受力不仅仅是电场力，还有其他力存在的情况下，以上总结的规律还有存在的价值吗？ 如图 3 所示，一带电量为 +q、质量为 m 的小球，从距地面高 2h处以初速度 v0水平抛出 ，在距抛出点水平距离为 s处有根管口比小球大的竖直细管，细管的上口距地面高为 h，为了使小球能无碰撞地落进管口通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，求： (1)应加电场的场强； (2)小球落地时的动能 . 教师引导学生按照以上总结的规律思考问题，解决问题 . (1)认清轨迹，判断受力，明确运动 根据物体的运行特性可知，物体受到两个力，分别是重力和电场力，合力方向与初速度方向之间有夹角，所以为曲线运动 . (2)曲线运动可以分解为水平方向的匀加速直线和竖直方向的匀加 速直线，所以有： 设到达管口的速度为 v，写出动能定理方程为： 12mv2-12mv20=mgh-Eqs(1) 根据竖直方向分解为初速度为零的匀加速直线得 v2=2gh(2) 联立 (1)、 (2)式解出 E 的大小 . 教师引导学生总结：即使是复合场，只要能认真按照上述总结的规律做题，问题也迎刃而解 . (3)层层递进，加深影响 在上述试题的基础上，进行模型转化，建立以下几种模型 (图 4、图 5、图 6)，巩固成果 . 思维整合：实际上 ，无论是单一的电场问题，还是复合场的问题，只要学生能认清轨迹，判断出受力，明确了运行的特点，它其实就变成一道地道的力学试题，只是其中的一个力是电场力而已 . 设计思维在分情形讨论问题之后进行思维的整合，能够提高学生对电场综合问题的认识水平，学生将学会用最简单，快捷的方式解决问题 . 自然科学有它的规律，正因如此，所以解决自然科学中的问题也有它的规律，帮助学生找