一比　知其意

1、一比知其意        电场是电荷周围空间存在的一种特殊物质，既看不见，也摸不着。如何认识这种“虚无缥缈”的物质是高中学生普遍感到头疼的问题。在实际教学中，若能从学生熟悉的事物、已知的知识出发，巧妙地进行类比或对比，就可以让学生对电场感到似曾相识，相关的知识也心领神会。一、研究方法的比较空气是我们人类生存离不开的一种特殊物质，空气的流动形成风，风既看不见，也摸不着，但我们平常生活中是如何了解风力的大小和风吹动的方向的呢？一个简单方法是：借助风中的小旗、树叶或其它轻小物体的运动情况来加以判断。例如，根据小旗飘扬的方

2、向可以获知风吹动的方向，根据小旗抖动的激烈程度可以了解风力的大小。同样的认知方法可用在另一种特殊物质电场上，当然电场不能对小旗、树叶等的运动产生影响，但电场可以对放入其中的电荷产生力的作用，若电荷发生移动，作用力又会对电荷做功，使电荷的某些能量发生变化。根据电荷在电场中的受力情况或具有的能量特点可以了解电场的基本性质。物理学中，把这种用来研究电场性质的电荷称为“试探电荷”。借助不可见物质产生的一些可见效应来认识这些不可见物质，是人类了解自然、探索自然常用的一种有效手段。二、研究物体的比较试纸是化学领域用来检测溶液酸碱性的一种物体。在溶液中放入PH试纸，取出后若试纸显红色，说明溶液显酸性；若试纸

3、显蓝色，说明溶液显碱性。但溶液的酸碱性本来就存在，和放入的PH试纸无关，PH试纸仅起到直观呈现的作用，并不能决定溶液的酸碱性。同样的道理，试探电荷放入电场中，会受到电场力的作用，根据不同试探电荷在同一点的受力或同一试探电荷在不同点的受力，可以了解电场强弱的分布，或者说是电场的力的性质。同时，试探电荷放入电场，由于它和电场间的相互作用，试探电荷与电场组成的系统也具有能量，常简称为电荷具有的电势能，根据不同试探电荷在同一点具有的电势能或同一试探电荷在不同点具有的电势能，可以了解电场的能的性质。但电场的力的性质、能的性质与试探电荷并没有关系，试探电荷仅直观地反映出电场在力、能两方面的基本性质，其实就

4、算电场中不放入试探电荷，电场中各点力的性质、能的性质依然存在，因为它们决定于电场本身。因此，或许可以这样形容：试探电荷就是用来检测电场性质的“试纸”。三、研究内容的比较如图，分别将电荷量不同的试探电荷引入电场中同一点P，测量或计算出各试探电荷在P点所受的电场力大小，比较后发现：试探电荷的电荷量不同，它们在同一点所受的电场力大小也不同，但每一次电场力大小与电荷量的比值均相等。即进一步研究发现，电场中每一点都有一个这样对应的比值，而且该比值的大小刚好与这一点电场的强弱相对应。由此可见，可用试探电荷在某点所受电场力大小与电荷量的比值来描述该点电场的强弱。物理学中把这个比值叫做电场强度，即，用它来描述

5、电场的力的性质。如图，再次分别将电荷量不同的试探电荷引入电场中同一点P，计算出各试探电荷在P点具有的电势能，比较后发现：试探电荷的电荷量不同，它们在同一点具有的电势能数值也不同，但每一次电势能数值与电荷量的比值均相等。即进一步研究发现，电场中每一点都有一个这样对应的比值，因此，可考虑用试探电荷在某点具有电势能与电荷量的比值来描述该点电场的能的性质。物理学中把这个比值叫做电势，即，用它来描述电场的能的性质。比较上述讨论内容后可知，电场强度与电势引入的过程完全相似，只是研究的内容不同而已。四、研究结果的比较电场强度和电势都是描述电场性质的物理量，它们之间到底有哪些不同？又有哪些联系？弄清这些问题，

6、有助于加深对电场性质的理解。下面以表格的形式给出两者间的区别与联系：比较内容电场强度电势不同点作用描述电场“力的性质”描述电场“能的性质”分类矢量标量运算法则平行四边形法则代数运算法则数值唯一性相对性形象表示电场线等势面联系场强大小、电势高低间无必然联系；但场强与电势的变化间有一定关系。即：场强方向是电势降落最快的方向，场强大小反映电势沿电场方向随距离降落的快慢。其中需要特别说明的是电场强度与电势数值的特点：电场中某点的电场强度仅决定于电场本身，数值唯一确定，与其它因素无关；而电场某点电势的数值不仅和电场本身有关，还与零电势点的选取有关，零电势点选取的不同，电场中同一点电势的数值也往往不同，这

7、就是电势的相对性。只有深入地了解了研究电场的基本方法、试探电荷的实际作用、电场强度和电势的引入过程以及它们之间的区别和联系，才能从根本上理解电场的基本性质，从而为学习电场部分其它知识做好铺垫。当然，对比法或类比法在电场中可以利用的地方还有许多，例如：“重力场”与“电场”、“重力”与“电场力”、“重力加速度”与“电场强度”、“重力做功”与“电场力做功”、“重力势能”与“电势能”、“高度”与“电势”无论是横向比较还是纵向比较，目的就是“以旧带新”，使新事物、新概念在比较中被认知、被理解、被掌握，同时也加深对旧概念的理解。    你可能感兴趣的毕业论文    · 高中物理教学中怎样运用“问题教学法”· 初中物理教学中如何实施探究式教学