“電場” 復習專題課的教學設計[文檔資料]

“ 電場 ” 復習專題課的教學設計 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 電場是高中物理的重要知識點，也是一個抽象、難懂的概念 .電場作為高中物理深入研究的電磁學的開端，這一內(nèi)容的學習，可以為本章后面學習恒定電流、磁場、電磁感應以及后繼模塊中的電磁波的學習奠定基礎 . 學生在初中物理學習中已經(jīng)知道，電場是由帶電粒子產(chǎn)生的，他們還知道同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，但他們沒有深層次研究電場在力方面以及能量方面的性質 .當學生在經(jīng)典力學的基礎上猛 地接觸電場，總感不適應，難度太大 .如何從思維的抽象上升到思維的具體，如何把電場知識和力學、能量的特性有機地聯(lián)系起來，這是學生認識水平的需要，也是教師在教學中不可回避的問題 . 1 建構模型，提出問題 (1)如圖 1 所示，圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線，兩粒子 M、 N 質量相等，所帶電量的絕對值也相等 .現(xiàn)將 M、 N 從虛線上的 O 點以相同速率射出，兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示 .點 a、 b、c 為實線與虛線的交點，已知 O 點電勢高于 c 點 .若不計重力，則 A.M 帶負電 荷， N 帶正電荷 B.N 在 a 點的速度與 M 在 c 點的速度大小相同 C.N 在從 O 點運動至 a 點的過程中克服電場力做功 D.M 在從 O 點運動至 b 點的過程中，電場力對它做的功等于零 提出問題：如何從 M、 N 兩粒子的運行軌跡判斷受力的方向？ 教師引導學生從曲線運動中合力方向總偏向于軌跡內(nèi)部的特點以及等勢面與電場線相互垂直的關系，概括出 a、b、 c 三點的受力方向 .(如圖 1， a 點豎直向上， b、 c 兩點的受力豎直向下 ) (2)引導學生回答： a、 b、 c 三點的速度如何？分別與該點受 力的夾角是什么？ 要求學生討論：在 M、 N 的運行軌跡中，電場力做什么功？速度如何變化？ 學生將討論后回答：不論是 M 還是 N 粒子，電場力都是做正功，即：電場力做正功，電勢能減小，動能增加，速度變大 . (3)教師提出這節(jié)課要研究的問題： 帶點粒子在電場中運行時，由于受到電場力的作用，所以分析運行軌跡的特點，即可得到受力的特性，然后再結合受力與速度之間夾角的特性，使電場問題變成學生容易接受的力學試題 . 設計意圖探究始于問題，作為復習課，學生已經(jīng)有了一定的基礎，選擇典 型的問題作為切入后，構建模型，通過解決問題的過程復習所學知識點，將學生從抽象的概念中引入具體的實踐中，是一種直觀的，既能夠調動學生學習積極性的做法，避免干巴巴的重復，又能使學生在實際中得到鍛煉 . 解決問題都有自己的規(guī)律，要通過典型試題找到解決問題的基本思路，避免就題論題，無法提高學生的能力 . 2 舉一反三，總結規(guī)律 2.1 教師對學生進行啟發(fā)式引導 通過上述試題，學生能夠解決在勻強電場中帶電粒子的運行軌跡、受力及速度變化的問題，那么這種解決問題的思維是不是具有普遍性呢？ 為了回答這個問題，我們來看這樣一道非勻強電場中帶點粒子運行的問題 . 如圖 2 所示，圖中實線是一簇未標明方向的由點電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡， a、 b 是軌跡上的兩點，若帶電粒子在運動過程中只受到電場力作用，根據(jù)此圖可以作出正確判斷的是 A.帶電粒子所帶電荷的正、負 B.帶電粒子在 a、 b 兩點的受力方向 C.帶電粒子在 a、 b 兩點的速度何處較大 D.帶電粒子在 a、 b 兩點的加速度何處較大 師生通過共同分析，可得受力圖示 ，并在假設的基礎上，得出速度變化的特性 . 2.2 教師引導學生總結出解題的思維 (1)物體受力在軌跡的內(nèi)側，與該定點電場線的切向方向相同或與該點等勢面的方向垂直 . (2)速度取該點的切線方向 . (3)觀察電場力與速度之間夾角，判斷電場力做正功還是負功，從而得出速度的變化、電勢能的變化特性 . 在以上分析結論的過程中啟發(fā)我們基本思維： (1)認清軌跡 ；(2)判斷受力 ；(3)明確運動 . 設計意圖學生在考慮電場試題時，頭腦中出現(xiàn)的信息往往是單一的，不能就各個知 識點有機地聯(lián)系起來，只能就題論題，試題稍作變動，就無所適從，通過創(chuàng)設一類問題的情景，讓學生在解決一類問題中比較、分析，求同存異，幫助學生找到解決問題的基本思維、基本規(guī)律 .這種解決問題的方法，可以遷移到其他更深層次，綜合性更強的問題上面，為后期解決復合場的問題奠定基礎，明確方向 . 3 層層深入，拓寬思維 師：當帶點力在電場中的受力不僅僅是電場力，還有其他力存在的情況下，以上總結的規(guī)律還有存在的價值嗎？ 如圖 3 所示，一帶電量為 +q、質量為 m 的小球，從距地面高 2h處以初速度 v0水平拋出 ，在距拋出點水平距離為 s處有根管口比小球大的豎直細管，細管的上口距地面高為 h，為了使小球能無碰撞地落進管口通過管子，可在管子上方整個區(qū)域內(nèi)加一水平向左的勻強電場，求： (1)應加電場的場強； (2)小球落地時的動能 . 教師引導學生按照以上總結的規(guī)律思考問題，解決問題 . (1)認清軌跡，判斷受力，明確運動 根據(jù)物體的運行特性可知，物體受到兩個力，分別是重力和電場力，合力方向與初速度方向之間有夾角，所以為曲線運動 . (2)曲線運動可以分解為水平方向的勻加速直線和豎直方向的勻加 速直線，所以有： 設到達管口的速度為 v，寫出動能定理方程為： 12mv2-12mv20=mgh-Eqs(1) 根據(jù)豎直方向分解為初速度為零的勻加速直線得 v2=2gh(2) 聯(lián)立 (1)、 (2)式解出 E 的大小 . 教師引導學生總結：即使是復合場，只要能認真按照上述總結的規(guī)律做題，問題也迎刃而解 . (3)層層遞進，加深影響 在上述試題的基礎上，進行模型轉化，建立以下幾種模型 (圖 4、圖 5、圖 6)，鞏固成果 . 思維整合：實際上 ，無論是單一的電場問題，還是復合場的問題，只要學生能認清軌跡，判斷出受力，明確了運行的特點，它其實就變成一道地道的力學試題，只是其中的一個力是電場力而已 . 設計思維在分情形討論問題之后進行思維的整合，能夠提高學生對電場綜合問題的認識水平，學生將學會用最簡單，快捷的方式解決問題 . 自然科學有它的規(guī)律，正因如此，所以解決自然科學中的問題也有它的規(guī)律，幫助學生找