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文檔簡介

目(1)

(4)●教法

(7)(月 波動的特征和應(yīng)用…………田旭東(92001年第1~2合期(2001年1月7日)1972年創(chuàng) 編東延

何豐明(直徑9000km的鋼柱是怎樣計算出來 方士華(( 張軍華( 陳在滿( 楊芳志( 韓光奕( 李樹余( 胡國民(責(zé)任編輯田 孫鐵斌( 張彥珍(任責(zé)任校對策劃彥明電法律顧問王健 管中民教育

李承先(關(guān)于物理演示實驗教學(xué)的幾點............................................沈金林( 黃洪才( 王鴻鳴( “32”高考物理部分答卷的分……………謝宏(對2000年高考物理第17題解法的探 宋恩林(高中物理試題精選........................................................本編輯部( 辦陜西師范大 輯中學(xué)物理教學(xué)參考編輯(西安·陜西師范大學(xué)內(nèi) 版陜西師范大學(xué)

趙永才( 徐漢屏( 呂明德( 刷陜西省富平印 國內(nèi)陜西省郵政 李伯生( 52 閱各地郵電局(所 (

中國國際貿(mào)易總公(399信箱M

( (飛出系有望成 (號ISSN1002218XCN611033/G

納米技術(shù)發(fā)展.................................................................................( 沈新家( 價7.60 朱永池(6100004000031 蔣冰嵐(710062

紀(jì)念量子理論誕生100………………馬乃昶吳云菲摘編( ( 本

phy@cfe21.

封30卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200(省安順地區(qū)第二高級中學(xué)2170年代初由心理學(xué)家弗拉維爾首先,意即對認(rèn)知的認(rèn)知,就是個人關(guān)于他自己的認(rèn)知過程和結(jié)果以及有關(guān)事項的認(rèn)知.按照弗拉維爾的觀點,元認(rèn)知包括三個方面的內(nèi)容:元認(rèn)知知識,元認(rèn)知體驗和元認(rèn)知.元認(rèn)知知識包括對人的因素的認(rèn)識,對任務(wù)和目標(biāo)因素的認(rèn)識和對策略的認(rèn)識;元認(rèn)知體驗是伴隨認(rèn)知活動而產(chǎn)生的認(rèn)知體驗和情感體驗;元認(rèn)知是個人在認(rèn)知活動的過程中,將自己正在進行的認(rèn)知活動作為意識對象不斷積極地對其進行監(jiān),又制約著學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展,同時元認(rèn)知差異又是形成思維品質(zhì)差異的根本原因,所以表征學(xué)生元認(rèn)知水平高低的因素很多,有的因素學(xué)生自我體會較深,而有的因素對學(xué)生而言難以體會.因此,本量表調(diào)控措施作為測量內(nèi)容,參考教育家加弗羅設(shè)計的解題元認(rèn)知訓(xùn)練項目設(shè)計量表的內(nèi)容,用于定量地衡量學(xué)生認(rèn)知水平的高低.量表包括陳述量表和選擇量表兩部分,選,說謊量表水平量表共有14題說謊量表共有美性檢測題,不參與元認(rèn)知水平的測量,11和第、第和第、第和第題為對對偶性檢測題,參與元認(rèn)知水平測量,

量表和說謊量表的交叉部分,這兩類習(xí)題主要用于檢測被試者是否回答問題.水平量表選擇題答A5分3、第68A,10、第12題答B(yǎng)各題均得5分,103對對偶性選擇題中有一對前者答B(yǎng),后者答A視為廢卷(習(xí)題詳見附錄).3題詳見附錄教師視學(xué)生陳述的合理性給分每題滿分為10分,量表總分為100分.為了檢測量表的質(zhì)量和可操作性,我們選擇我校高一(1)班為試測對象進行檢測,測試前特別不影響教師對學(xué)生的態(tài)度,不記名,希望能認(rèn)真如實地進行回答.51份測謊無效卷4份,閱得出各個同學(xué)的總得分,由于陳述題的得分受教師個人因素影響較大,所以在此只列出選擇題的得分情況供參考,如表1.題號124579111314率

24321681279086578435170359551435735由上表141.用兩個組通過率的差異來估計區(qū)分度,采用以下計算方法計算:D=PH-PL,式中D為區(qū)分度,PH為高分組該項目答A的人數(shù)比例;PL為低分組該項目答A的人數(shù)比例,選擇題的區(qū)分度如表2.題號1245791113區(qū)分度3020502070040504051006070較差,聯(lián)系得分率可以看出,雖然老師一再要求學(xué)生做好錯題筆記,對同一題盡量多用不同方法求解,并比較其優(yōu)劣,但學(xué)生在這方面做得很不夠,在這幾方面今后老師要做的工作還養(yǎng)學(xué)生的綜合能力是非常有效的,教師要多做示范以引導(dǎo)學(xué)生自覺地進行這項活動2可看出,其它各題的區(qū)分度還是可以的.多次測量結(jié)果要保持一致性,否則是不可信.本次試測筆者采用再測信度來估計該量表的信度,間隔時間為一個月,用皮爾遜積差相關(guān)計算,如下:Nr=∑(Xi-Mx)(Yi-MY)/(N·SX·SY)i該式中XiYi分別為某同學(xué)的前后兩次測量的得分,MXMY分別為前后兩次測量的平均分,SXSY分別為前后兩次測量的標(biāo)準(zhǔn)差N為有效試卷的份數(shù)前、后兩次均有效用上述計算,得到選擇題的信度系數(shù)為r=0.8542,這說明試題的穩(wěn)定性較好效度是指測驗的有效性,即一個測驗?zāi)軌驕y出其所要測量的特性或功能的程度,為了檢驗效度如何,我們采取以下兩種方法.測試內(nèi)容擬好后,請教了許多老教師,請他們根據(jù)自己掌握的知識,分析能否用于測量學(xué)生的元認(rèn)知水平,得到許多老師的肯定.按照設(shè)想,元認(rèn)知水平高的學(xué)生學(xué)習(xí)成績好,本測驗得分高,元認(rèn)知水平差的學(xué)生,學(xué)習(xí)成績差,本測驗得分低.根據(jù)試測樣卷,我們選出A組和C組進行選擇題得分統(tǒng)計統(tǒng)計結(jié)果為A組平均得分比C組高12.1分,

表能夠區(qū)分兩 組,與原設(shè)想一致由上述分析看出該量表區(qū)分度較好,是可靠的,有效的,準(zhǔn)確的.雖然對高一學(xué)生與高一學(xué)生個別慣與總體的元認(rèn)知水平不協(xié)調(diào)有一定的關(guān)系隨著測試次數(shù)的增多,測試對象的變換,特別是用于對不同類型學(xué)校,不同年級學(xué)生的測試和較多老師的參與,對量表內(nèi)容會做適當(dāng)?shù)淖儞Q和補充,量表將變得更科學(xué),更合理.量表首先在班級規(guī)定統(tǒng)一時間讓學(xué)生進行填寫教師批閱全班學(xué)生的答卷評出成績,記錄在冊,仔細(xì)分析學(xué)生存在的不足,12題效,并對照自己的實際情況設(shè)計好改進措施,教師抽閱后,提出統(tǒng)一要求.筆者在使用中對學(xué)生要求是:(1)掌握求解各種類型習(xí)題的思維模式,每一題的解求最佳;(3)對求解中耗時較多的步驟,(4)認(rèn)真地做好錯題筆記,錯題筆記包確解法一、正確解法二??解法不同的根本原因分析,變題及其解答,經(jīng)驗教訓(xùn)(備查).(5)請教老師時,嚴(yán)禁問“老師,這道題怎么做?”而應(yīng)問“老師我這樣做錯在哪里?”“老師,我做到這里做不下去為了幫助學(xué)生形成一定的思維模式,學(xué)會有效地和自我調(diào)節(jié).教師在教學(xué)中應(yīng)依據(jù)測量結(jié)果針對學(xué)生的弱點多做示范,將自己在解題過程中的計劃,和評價中運用的策略和行為,盡可能清晰地展示出分析、評價弄懂怎么解題,使學(xué)生在學(xué)習(xí)

知識的同時,對知識的思維過程策略之后,在教學(xué)中應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在具體的解題過程中對自己的思維方法進行針對性地、調(diào)控,進一步思考解題的各種策略并對它們進行比較和選擇,,這樣經(jīng)過長時間的訓(xùn)練,在教師的指導(dǎo)下學(xué)生就會自然形成一定的思維模式,就能用一定的思維方式解決新問題如對綜合計算題的求解學(xué)生在筆者的指導(dǎo)下,形成這樣一種思維模式明確已知條件和問題→分析已知條件和問題間的差距→建立接近總問題的子問題→綜合分析各種關(guān)系確立最佳解法.經(jīng)過一段時間后,再次對學(xué)生進量,學(xué)生自我反省學(xué)習(xí)狀況,教師分析學(xué)生存在的問題,提出新的要求,改進教法.以上對量表的應(yīng)用,僅為筆者個人的一點建議,如何使用效果更佳,還有那些功能等,這 請認(rèn)真如實地回答下列問題,并填上老師給定的編號,在班級中物理成績的位置(在上學(xué)期的期末考試中物理成績15名的為A15名的為C,其余為B)不記名謝謝 ),估計你在班級 )(填寫AB或C),編號().若你符合請?zhí)睢?lt;”()1.在動筆解物理題之前自己一般清楚需要做的每一件事(指需要先求什么,后求什么,驗證什么,如何思維等).()2.經(jīng)常自覺地做好錯題筆記并對錯()3.覺得所有的物理問題都很簡單,()4.若有時間的話常對求解過的習(xí)

)5.對所解的習(xí)題經(jīng)常試圖用多種方法求解,并比較其優(yōu)劣. )6.覺得老師課堂內(nèi)講解的思路和 )7.每用法解題后,經(jīng)常思考 8對做錯的習(xí)題及同類型習(xí)題下次再做時,從不出錯. )9.經(jīng)常對解過的習(xí)題變換設(shè)問角度,重新求解. 10有時也會出現(xiàn)在解題過程中發(fā)現(xiàn)不能正常解答的情況,需重新思考. )11.思考一下,能回憶起自己在解 12有時也會遇到短時間做不出答 )13以你現(xiàn)在的學(xué)習(xí)情況,你能答 )14對自己常犯的解題錯誤,已采 )15.思考一下,能回憶起自己在解 )16以你現(xiàn)在的學(xué)習(xí)情況,你能答出自己最解答哪類物理問題嗎? )17.對不解答的物理問題,自 )18.對自己解答的習(xí)題,自己 19對能正確解答的習(xí)題常思考在哪一步耗時較多,并對有關(guān)知識加強復(fù)習(xí).效?為什么?那是唯一的時間嗎?當(dāng)你遇到你不熟悉的物理問題時,你怎么辦?為什么?列舉出當(dāng)你被一個物理問題難住時,你能夠做的事情,這些對于解決問題總是有幫(收稿日期20000930卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200(師范大學(xué)附屬中學(xué)足.本文結(jié)合新情境問題,了加理論聯(lián)系實際教學(xué)的方法和途徑,提出了強化方法教育和提高建模能力的措施,闡明了培養(yǎng)新情境問題物理教學(xué)策略新實際、現(xiàn)代科技為素材進行命題.這些問題中往往創(chuàng)設(shè)了一些相對新穎的情境比較真實、全面地模擬和再現(xiàn)了生產(chǎn)生活的實際場景,科學(xué)研究的過程,科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn),高科技成果等.加強新情境問題的教學(xué),有助于素質(zhì)教育的實施,有助于扭轉(zhuǎn)基礎(chǔ)教育中長期存在的理論嚴(yán)重脫離實際的傾向,有助于培養(yǎng)和提高科.本文僅對中學(xué)物理學(xué)科內(nèi)的新情境問題的教學(xué),作一初步的探討.傳統(tǒng)的中學(xué)物理教學(xué)強調(diào)理論的完整性、系統(tǒng)性在應(yīng)試教育的背景下學(xué)習(xí)物理常常演變?yōu)榻忸}訓(xùn)練,應(yīng)用和實踐似乎與物理不相關(guān)所涉及的習(xí)題大多是模型化的,化的模型學(xué)生在處理具體問題時很少需要對研究對象和物理情境進行抽象和理想化的處理,或者只需進行簡單的模型化.理論和實際嚴(yán)重脫節(jié)豐富多彩的物理學(xué)變成了枯燥無味.緊密結(jié)合在一起,彌補了理論聯(lián)系實際的不

題的應(yīng)用性和實踐性.它向?qū)W生敲響了警鐘靠死記硬背、題海戰(zhàn)術(shù)是不能學(xué)好物理的,因此,如何加強理論聯(lián)系實際的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識,是物理教學(xué)中的一個重要課題.如何加強理論聯(lián)系實際的教學(xué)呢筆者認(rèn)為可從以下幾個方面著手.大千世界五彩繽紛,物理現(xiàn)象比比皆是,但我們卻常常,問題就在于觀念上缺乏理論聯(lián)系實際的主動意識.在這些司空見慣的物理現(xiàn)象中,有很多具有較強的啟發(fā)性、代表性和應(yīng)用性,可以將其轉(zhuǎn)化為中學(xué)物理問題,使之走入課堂.讓物理現(xiàn)象進入課堂,首先需要將生產(chǎn)、生活中的實際現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理問題.教師要做這方面的有心人,多觀察生活,處處留心,注意收集和整理與物理知識相關(guān)的素材.在轉(zhuǎn)化過程中,要把握以下幾個原則:一是盡可能選擇身邊的事例,為絕大多數(shù)學(xué)生所熟悉,以期引起學(xué)生的共鳴;二是不能過難或過易,過難會使學(xué)生望而卻步,過易則缺乏探索性,激發(fā)不起學(xué)生的;三是所需的知識與,這些活生生的事例,已經(jīng)出現(xiàn)在高考題中,并且對中學(xué)物理的教學(xué)產(chǎn)生了積極現(xiàn)代科技的發(fā)展日新月異,很多的高科技問題與中學(xué)物理具有一定的相關(guān)性如效應(yīng),便是物理學(xué)中的一項重要發(fā)現(xiàn),其實質(zhì)題,用中學(xué)物理知識完全可以解決.高科技成果方面的題材為新情境問題提供了極為廣闊題背景,教師要創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)有關(guān)的教學(xué)素材,編制這方面的習(xí)題.當(dāng)然這種取材,可以是全景式的,以求全方位地反映出某一問題的背景,給學(xué)生形成完整的印象,也可以是“特寫鏡”,擷取問題中最的片斷,展現(xiàn)出最具典把高科技問題轉(zhuǎn)化為物理問題,在素材的選擇上要注意到:一要緊跟時代的步伐,及時反映科學(xué)的前沿和科技成果;二是不要貪會超出中學(xué)物理的知識范圍,導(dǎo)致學(xué)生無法解決;三要有利于開拓視野,啟迪思維,知識的縱深可適當(dāng)小些,面可以很廣.編制這方面的問題,對教師的要求是比較高的,既要有扎實的專業(yè)知識,又要有一定的知識廣度.教師應(yīng)該具有一定的職業(yè)敏感性和洞察力,,及時捕捉反映科學(xué)前沿與動態(tài)的信息.如91120日飛船是我國在航天技術(shù)上的重大突破,可以結(jié)合圓周運動和萬有引力知識來進行命題.如超導(dǎo)磁懸浮列車這一高科技成果,與電學(xué)知識密切相關(guān),我國已進入試運行階段,可以結(jié)合磁場和電磁感應(yīng)等電學(xué)知識進行命題.通過研究這些問題,使高科技與學(xué)生所學(xué)物理知識拉近了距離,從高不可攀變?yōu)樯焓挚杉?這既能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí),增強學(xué)習(xí)物理的信心,又可以破除學(xué)生對科學(xué)的神秘感,堅定探.使學(xué)生真正感受到物理學(xué)就在身邊,體會到中學(xué)物理原來還有這么大的用處.在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中,重理論輕實際,重結(jié)論輕過程,重習(xí)題訓(xùn)練輕方法教育的現(xiàn)象普遍存在.這將導(dǎo)致了研究物理學(xué)的科學(xué)研究方法的價值大量流失,因為科學(xué)方法比知識本身更富有創(chuàng)造價值.這些科學(xué)方法,

家的智慧結(jié)晶,是物理學(xué)的精髓所在.學(xué)方法,學(xué)生會終生受益.滲透科學(xué)方法,可以結(jié)合和物理學(xué)的發(fā)展史,著重介紹與中學(xué)物理密切相關(guān),符合學(xué)生認(rèn)知水平,有利于理解物理知識和提高思維能力的典型方法.如觀察方法,實驗方法,理想化方法,納與演繹、猜想與假設(shè)等思維方法這些科學(xué)方法和思維方法,是打開新情境問題之門的金.科學(xué)方法體現(xiàn)在具體的物理研究過程中,只有把研究過程充分合理地展現(xiàn)出來學(xué)生才能看到科學(xué)方法的特征、作用等,以及利用科學(xué)方法是怎樣解決問題的,才能體會到掌握科學(xué)方法的重要意義,去自覺地學(xué)習(xí)科學(xué)方法.在此過程中教師應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用可以在課堂上重點剖析一些綜合性和探索性較強、能充分體現(xiàn)方法的新情境問題,實現(xiàn)方法的遷移,給學(xué)生以示范和啟發(fā),使學(xué)生體會并領(lǐng)悟怎樣應(yīng)用方法從而感受到科學(xué)方法的無窮,在潛移默化中受到從書本的理論知識到實際應(yīng)用,關(guān)鍵在于從問題中抽象出物理模型.模型是連接理論和應(yīng)用的橋梁;經(jīng)驗材料、實驗事實和背景知識是構(gòu)建物理模型的基礎(chǔ)而抽象、等樣性特征,題中涉及的因素較多且相互交織在一起,問題的本質(zhì)往往被表面現(xiàn)象所掩蓋,給解題造成了一定的.從學(xué)生在解決新情境問題時的表現(xiàn)來看,較為突出的問題是:容易受表象因素干擾,不抽象出問題的本質(zhì)特征,導(dǎo)致建立模型.這反映出理論聯(lián)系實際的教學(xué)確實是我們教怎樣從錯綜復(fù)雜的實際問題中抽象出物理模型呢這就需要對所給的信息進行提煉和加工,突出主要因素,忽略次要因素.

過思維加工,采用恰當(dāng)?shù)姆椒?找到新問題與熟悉的物理模型之間的聯(lián)系,使新信息與原有知識之間的聯(lián)系通道保持暢通無阻,就可以使新問題順利地實現(xiàn)模型化,構(gòu)建起符合新情境知識是能力的載體,創(chuàng)新是能力的.新精神.一個好的教師不是把課講得學(xué)生沒有問題可問,而是啟發(fā)學(xué)生提出深刻的問題.長期以來,在我們的物理教學(xué)中,重視基礎(chǔ)知識的教學(xué),而創(chuàng)新教育相對薄弱,學(xué)生的創(chuàng)造欲望被壓抑,創(chuàng)新能力得不到充分的發(fā)揮,這與性等特點,這就決定了問題的解決過程必然具有探索性和創(chuàng)造性能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.正因為問題的綜合性、復(fù)雜性和多樣性,學(xué)生無法預(yù)先建立與之相對應(yīng)的問題解決模型缺乏相關(guān)的解題經(jīng)驗,必須要在原來的知識和能力的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新,有所突破.特別是新情境問題中所具有的開放性和探索性,更是給學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展提供了廣闊的空間.在問題解決的過程中,在開放性問題中,一個問題往往會有不同的結(jié)論,并非唯一的正確答案.解決開放性問題,學(xué)生必須進行發(fā)散思維和求異思維,從大量結(jié)論中獲取正確或是可能的答案.在這個過程中,學(xué)生獨立自主地進行思考,發(fā)現(xiàn)知識,發(fā)和性.新情境問題具有很強的開放性,有助于培解決問題的能力.教師可以設(shè)計一些開放性的問題,從社會熱點到生活實際不一而足.有些問題可以沒有現(xiàn)成的結(jié)論甚至有的尚有爭議,但它對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識、科學(xué)評價能力、科學(xué)決策能力,提高科學(xué)素質(zhì)是十分有益的其實社會熱點問題、實踐中的技術(shù)問題有很多并非唯一正確的答案,但在我們傳統(tǒng)的教學(xué)中卻把復(fù)雜的問題簡單化了,對所涉及學(xué)生誤認(rèn)為要么對,要么錯,別無選擇,

學(xué)生的創(chuàng)造性思維.2000中,已經(jīng)進一步加大了這類問題的研究力度,設(shè)計了許多頗具開放性的問題,如估

海教 ,

(收稿日期200009探索類問題要求學(xué)生以已有的知識和種不同層次上進行分析和思考多觸角、全在探索性問題中,常常含有學(xué)生尚未學(xué)過的某些方面的知識.在物理規(guī)律還不明確的情況下,面對新信息問題也可能是沒有答案的,只要求學(xué)生能夠創(chuàng)造性地作出某些猜測和假設(shè),或獲得與之對應(yīng)的處理方法,這將題、尋求答案的探索精神,使學(xué)生的創(chuàng)造性教師要為學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)問題和運用知識解決問題的機會和條件,要充分挖掘在培養(yǎng)與訓(xùn)練創(chuàng)新能力方面的內(nèi)在因素,設(shè)計恰當(dāng)?shù)奈锢韱栴}.這些新情境問題應(yīng)滿足如下要求:一要有適當(dāng)?shù)碾y度,使學(xué)生必須通過一定的努力才能解決,;二要在教和學(xué)兩方面均富有探索性,學(xué)生在探索過程中才能興味盎然,富有激情;三要能激發(fā)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造,使學(xué)生在問題解決的過程中體會到創(chuàng)新的成就感.近年來,在高考試題中也明顯加大了對探索性問題的考查,如2000年高考題中的壓軸題是關(guān)于黑體幅射的問題題中給出了黑體幅射的一些規(guī)律,要求學(xué)生據(jù)此討論的幅射能量和火星接收幅射后的平均溫度.這對學(xué)生創(chuàng)新能力的要求是相當(dāng)高的,因為要在短時間內(nèi)理解并能熟練地運用這些知識分析問題和解決問題,就必須要創(chuàng)張掌然,張大松.思維訓(xùn)練.:華中理工大,曹磊,譚樹杰.各國物理教學(xué)剖析.:30卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200陜西省商南高級中學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,必須激發(fā)其創(chuàng)新意識,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力,訓(xùn)練其創(chuàng)新思維.本文擬本節(jié)內(nèi)容既與右手定則有關(guān),又與感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件相聯(lián)系為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么右手定則的(1)如圖1所示,矩形線框在有界勻強磁場中平動會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎當(dāng)線圈拉入磁場或從磁場中拉出時會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎方向如何有許多同學(xué)對此問題做出了正確回答并圖 圖(2)如圖2所示,條形磁鐵插圈中相對靜止時,線圈回路有無磁通量?是否產(chǎn)生感應(yīng)電流當(dāng)磁鐵插入線圈或從線圈中拔出時是否產(chǎn)生感應(yīng)電流?方向又怎樣判斷?

通量增加或減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流,而感應(yīng)電流也可產(chǎn)生磁場.能否順著這一線索,用磁通量2所示電路和器材進行實驗每兩人一組每組均配有示意圖及對應(yīng)記錄單一份.讓條形磁鐵圈中穿過.(注意電流與電線圈時SN極離開線圈時2中標(biāo)明電流表指針偏轉(zhuǎn)磁鐵運穿過線圈磁原磁場 感應(yīng)電流B與B方動方向通量變化B方向磁場B′方向向關(guān)系N增S減S增問題向?qū)W生說明右手定則具有局限性.然后啟發(fā)學(xué)生,我們能否得到普遍意義的方法呢?以激發(fā)N極離 向 向 抽樣用展示儀展示記錄結(jié)果,引導(dǎo)分析從表中不難看出當(dāng)磁鐵NS極進入線圈時,線圈中原磁通量增加,感應(yīng)電SN極離開線圈時,線圈中原磁通量減小,感應(yīng)電流磁場BB方向相同,概括為“增反減同;從磁通量的變化來看,感應(yīng)電流的磁場對原磁場磁通量的圖3所示(用展示儀展示可打一通俗比喻外界溫度升高時,出汗散熱,防止體溫升高;當(dāng)外界溫度降低,肌肉抖動產(chǎn)生熱量,防止體溫降低.概括規(guī) 圖感應(yīng)電流的磁場總要生思維的發(fā)散性,訓(xùn)練創(chuàng)新思維.例1 軸線向右勻速運動,5中電流i與時間t 圖系的是( 解析磁鐵的左端為S極右端為N極,當(dāng)磁棒向右勻速通過閉合線圈時,線圈中的磁通量為先增后減,由楞次定律可知,感應(yīng)電流的磁場方向為先向左、后向右由安培定則知,正確選項為B.互制約關(guān)系看,當(dāng)原磁通量增加時,閉合回路增加;反之,阻礙原磁通量的減小.例 如圖6所示,光滑固定導(dǎo)軌M

成一閉合回路 解析當(dāng)條形磁鐵接近回路時回路磁通量增加,則從磁通量的變化角度看電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的效果總要阻礙磁通量的變化.因此,只有回路面積減小,才能阻礙原磁通加,這樣不必要再判斷原 圖,ab運動情況為相互靠攏故正確選項為從能量轉(zhuǎn)化和守恒角度看,電磁感應(yīng)是把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的過程,它37所示,通有恒定電流的螺線管豎直放置,銅環(huán)R沿螺線管的軸線加速落入螺線管中,在下落過程中,環(huán)面始終保持水平銅環(huán)先后經(jīng)過軸123位置時加速度a1a、a32處于螺線管中心,13與2等距且處于螺線管外, a1=a2= a3<a1<a1=a3<a3<a1<解析不論螺線管產(chǎn)生的磁場方向如何其內(nèi)部為勻強磁場,置2時量轉(zhuǎn)化,銅環(huán)與螺線管無相互作用,銅環(huán)只受重力作用a2=;從整個過程來看銅環(huán)做加速運動v1v2v313處重力做功通過安培力把機械能轉(zhuǎn)化為電能,則銅環(huán)中感應(yīng)電流方向必與楞次定律所確定的方向一致,則安培力與重力方向相反.v1v3,銅環(huán)在13

應(yīng)電動勢大小為E1<E3I1<I3,F安1F安3a3<a1綜上所述正確選項為(收稿日期20001130卷第~2200年

PhyscsTeachngnMddle江蘇省溧水縣第二中學(xué)

Vol30No~2Jan200性,是本章教學(xué)的難點內(nèi)容.因此,理解波的特征,不僅可以深化對波的本質(zhì)的理解,而且也是掌握分析波動問題的有效方法.本文將對此波動的特征一沿波的方向,各質(zhì)點的質(zhì)點的運動,振動質(zhì)點的位相依次.理解和運用這一特征可推斷波形、振動方向和波動方向三者的相互關(guān)系,即已知上述例1(1997年高考題)一簡諧橫波某時刻的波形如圖1所示,由圖可知若質(zhì)點a向下運動,則波是從左向右的若質(zhì)點b向上運動則波是從左向右

質(zhì)點本身并不隨波遷移,所的只是質(zhì)點振動的形式和能量.從波形圖線上看,波的形狀仍然保持不變,只是波形整體的勻速平移.理解和運用這一特征,可從局部質(zhì)點振動分析法或整體波形平移法來確定下一時刻的波形圖線或質(zhì)點的位置.例2(1999年高考題)如圖2所示,圖2a中有一條均勻的繩,1234??是繩上一系列等間隔的點.現(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳播.某時刻,繩上 動方向如圖2b所示(其他點的運動情況未畫出),其中點12的位移為零,向上運動,點9的位移達(dá)到最大值.試在圖2c中畫出再經(jīng)過3/4的周期時,點3456的位置和速度方向,其全相同).理可判定選項BD正確波動的特理可判定選項BD正確波動的特征二波 過程中,各質(zhì)分析與解答該題給出了某時刻的波形,可根據(jù)方向推斷質(zhì)點的振動方向,也可根據(jù)某質(zhì)點的振動方向推斷波的方向.譬如選項A質(zhì)點a向下運動則比質(zhì)點a先振動的相鄰質(zhì)點必在a處下方,由圖形可知,該相a處的右邊則波從右向左,選項A錯誤.又如選項C,若波從右向左,則比質(zhì)點c先振動的相鄰質(zhì)點必在c處的右邊,由圖形可知,該相鄰質(zhì)點位于c處的上方說明質(zhì)點c向上運動選項C錯誤分析與解答運用局部質(zhì)點振動的分析法確定位置2b中將波形延長到點3,如圖2d中虛線所示則質(zhì)點3由波谷位置經(jīng)3T4回到平衡位置且向下運動由點12振動方向向上,運用特征一可判定波是從左向右傳播的6此時刻振動方向向下6由平衡位置向下運動經(jīng)3T/4運動到波峰位置.連接點36之間波形,即可得點45的位置.再根據(jù)波形和波的方向,運用特征一判斷出點45的速度方向,如圖2d中箭頭表示.本題也可從波形平移法確定位置.先在圖2b中將波形圖線延長到點3,如圖2e實線所示.根據(jù)點12振動方向和波形推得波從左向右,再經(jīng)過3/4周期,波形整體沿波的傳3/4波長此刻波形位置如圖2e虛線所示,從而得到點3456的位置.波動的特征三波源振動的周期性,導(dǎo)致簡諧波在介質(zhì)中的周期性,即當(dāng)波在介質(zhì)中的時間t為周期T的整數(shù)倍或距離為波長K的整數(shù)倍時,波形和原來重復(fù).這樣,波在介質(zhì)中 時間t可以寫成t=nT+$t$tTxx=nK+($x<K),(n=0,1,2,?)理解并利用這一特征,可根據(jù)局部質(zhì)點振動情況建立振動時間和周期的關(guān)系,或根據(jù)波形平移情況建立波的時間和周期的關(guān)系;也可根據(jù)波形平移情況建立波距離與波長的關(guān)系或根據(jù)局部質(zhì)點振動情況在波方向上建立兩點間距離與波長的關(guān)系,對波動例3(1996年高考題)如圖3(a)所示ab兩點相14.0m,b在點a的右方當(dāng)一列簡諧橫波沿此長繩向右時a位移達(dá)到正極大時b的位移恰為零且向下運動00s后,點a的位 圖為零且向下運動而點b的位移恰達(dá)到負(fù)極大,則這列簡諧橫波的波速可能等于4.67m/ B.6m/C.10m/ D.14m/分析與解答運用局部質(zhì)點分析法求周

期a在t時刻位于正極大t+1)s位于平衡位置且向下運動,考慮質(zhì)點振動的周期性則有1=nT+T4,T=4/4n+1)其中n=0,1,2?.根據(jù)質(zhì)點運動方向和波動方向推斷波形t時刻點b的位移恰為零且向下運動和波向右,可得鄰近點b左側(cè)的波形是波谷,這樣,畫出點ab間的最簡單的波形如圖3(b)所示,考慮波在空間的周期性,則有K=56/(4k+3),(k=0,1,由v=K/T,得v=14(4n+1)/(4k+3

v2=$x2/$t=5(4k+3)f2=v2/K=12.5(4k+3).(k=0,1,故選項ABD正確(收稿日期200009故選項AC正確波動的特征四波在介質(zhì)中可以沿各個方向,但在波動圖象問題中就只xx軸的負(fù)方向這種特性簡稱為波的雙向性.理解和掌握這一特性在分析波動問題時不致漏解.例4(1996年高考題 如圖4所示實線為一列橫波在某時刻的波形圖,102s后的波形如圖4中的虛線所示,則該波的波速v和頻率f的可能值是A.v=5m/ B.v=45m/C.f=50 D.f=37.5分析與解答從波形圖可知K=0.4m因該題未給出波的方向,應(yīng)考慮波向右和向左的兩種可能情況.運用整體波形平移法分析:波形從實線變化為虛線,若波向右,至少平移K/4,考慮波的周期性則可能傳播的距離$x1nKK4所以v1=$x1/$t=5(4n+1)f1=v1/K=12.5(4n+1).(n=0,1,2,若波向左,至少平移3K/4,考慮波的周期性,則可能的距離$x2=kK+3K/4,所以有30卷第~2200年

PhyscsTeachngnMddle浙江省鄞縣中學(xué)

Vol30No~2Jan200新課教學(xué)的第一個環(huán)節(jié)是引入45分鐘一堂課,重在引入,難在引入,成敗的一半在引入.怎么引入新課,是整個教學(xué)設(shè)計中必須特別注意的.一個好的新課引入應(yīng)是新、舊知識的紐帶,承上啟下的橋梁.一個好的新課引入,更應(yīng)能啟迪學(xué)生想象力,學(xué)生學(xué)習(xí),激勵學(xué)生探索新知,讓學(xué)生積極主動地投入新課學(xué)習(xí).物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實踐課堂教學(xué)的最佳引入方案當(dāng)為“實驗引曉之以理”10個具體的課例,展開緒論課教學(xué)是進入高中階段的高中物理的起點,讓學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)伊始的第一節(jié)課,就認(rèn)識到初中學(xué)過的物理知識有什么用途,了解物理世界之廣博,知道學(xué)習(xí)高中物理的必要性,及高中物理學(xué)習(xí)與初中之不同,特別是認(rèn)識物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的具有實際操作性的學(xué)科是很有必要的.為此,在這節(jié)緒論課中安排必要的實驗生動、具體地很好效果的這節(jié)課中可安排如下實驗和實例:用過山車模型如圖1所示演示小球沿離心軌道的運動多球碰撞實驗(如圖2所示演示帶電粒子在磁場中的圓運動用陰極射線管演示電子流在磁場中的偏轉(zhuǎn);用光譜管演示原子光譜等.可舉的生活實例有:彩虹為

扔出去的小球(或其他物體)圖 圖這里要說明的是,上面所述的演示實驗和所舉的事例中所涉及的知識,就學(xué)生的知識水平而言,可能還未學(xué)過,但這些均是生活實踐中的事例,學(xué)生是會感到新奇的:我怎么沒有注意觀察和研究過這么有趣的現(xiàn)象呢?這種現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么?這樣以期激發(fā)起學(xué)生主動探究和鉆研問題的. 高一學(xué)生對振動圖象的獲得及其物理意義的認(rèn)識有一定難度,本課引入可設(shè)計為:1)展示一張心電圖,如圖3所示.給學(xué)生介紹醫(yī)院里用心電圖儀描出心電圖象,通過觀察心電圖以了解被測試者心跳是否有節(jié)律的工作過程.(2)說明:要研究簡諧運動,也可以設(shè)法把振子在各個時刻的運動情況記錄水中滴墨汁、鋪有白紙的長木板.并設(shè)問:運動即各個時刻擺的位置4)請兩位學(xué)生配合,用上的“掃描”方法實際操作得到圖擺動,另一個學(xué)生在實驗臺上勻速地拖動鋪有白紙的長木板.可以讓多組學(xué)生上來重復(fù)此實驗,這樣,學(xué)生能親自體驗振動圖象得到的全過程.順利地進入本課——振動圖象的物3用一條牢固的長繩穿過一把學(xué)生坐椅,請兩位同學(xué)各執(zhí)長繩一端,慢慢地增大長繩兩端之間距離,努力將此繩拉成水平直線狀.結(jié)果是無論他們用多大的力都不能將繩拉直,再請呢?由此引入力的分解教學(xué).課例4機械波的教學(xué)的引這是學(xué)生第一次接觸波的的知識,因此在學(xué)習(xí)了波的疊加知識的基礎(chǔ)上,首先向?qū)W生演示一個駐波實驗:該演示實驗的裝置包括4m的紗線.演示時,將線的一端與打點計時器振動片的振針連接,另一端固定,例如拴在門的把手上,當(dāng)打點計時器接通電源工作時,可清楚地看到繩上發(fā)生的駐波現(xiàn)象,且形.這時可引導(dǎo)學(xué)生觀察在繩上有幾列繩波.當(dāng)學(xué)生作出正確回答后,進一步啟發(fā)學(xué)生思考分析這兩列波有哪些共同點?,不難得出,這兩列波(入射波與反射波)的頻率相同.紗線上各點同時參與這兩列波的振動所形成的波的波形也是穩(wěn)定的.此時教師可直接引入新課,告知學(xué)生這種現(xiàn)象即為機械波的現(xiàn)象,然后就機械波的的產(chǎn)生條件及現(xiàn)象特征再作詳細(xì)分析.5聞,但真正理解其道理的并不多.在學(xué)習(xí)了牛頓運動定律后,作為定律的實際運用,

失時機地向?qū)W生講解超重與失重的物理意義但如果純粹地從理論上進行分析,學(xué)生可能獲得的印象不深.因此,可在作理論分析之象:取一廢礦泉水瓶,在側(cè)面與底部各鉆一小孔,裝滿水,使瓶處于靜止或勻速運動狀態(tài),此時瓶中有水從側(cè)壁和底部小孔中流出,如圖4所示.發(fā)生了,瓶中的水不再從小孔流出.是何原水不能從瓶中流出→水與內(nèi)壁之間沒有擠壓→水與內(nèi)壁之間沒有作用力.然后再 用理發(fā)室刷細(xì)發(fā)的刷子,讓學(xué)生刷自己的頭發(fā)和手掌表面,先引導(dǎo)學(xué)生觀察刷子課堂分析,與學(xué)生一起得出正確的結(jié)論. 高一學(xué)生在初中階段已學(xué)過杠桿原理,展.與初中已有知識既有差異又有結(jié)合.因此有必要在引入新課前,先引起學(xué)生的高度重視.此處可安排若干個學(xué)生上講臺,參與一場比賽,內(nèi)容是:各位參賽者都面向全體同學(xué),并貼墻而站,然后彎腰,在下彎過程中,除腰部以上其他部位不得離開墻壁,看誰下彎得角度大,誰就勝出.結(jié)果發(fā)現(xiàn)下彎一定角度時,人就會因失去平衡而翻倒,于 關(guān)于運動合成的概念若兩個運動在同一直線上,則學(xué)生較易接受,的生活經(jīng)驗.而對于不在同一直線上的兩個運動的合成,由于運動的合成是矢量運算,因而對學(xué)生來說就不容易理解透徹.因此在學(xué)習(xí)運動的合成時,除用汽車上的乘客觀察雨滴運動等作為引入新課例子外,還可以再給學(xué)生演示這5所示70cm的一端封閉的玻璃管,其內(nèi)充滿水,往水中放入一小段蠟燭,并用木塞封閉開口端.實驗可由兩位學(xué)生共同來完成,讓其中一位學(xué)生將玻璃管迅速倒轉(zhuǎn)后,將玻璃管貼在黑板表面沿著水平方向做勻速直線運動;另一位同學(xué)用粉筆蠟燭的運動,畫出蠟燭的運動軌跡.由此,學(xué)生不難得出,蠟燭的運動軌跡是由于蠟燭同時參與了兩個不同方向的運動的結(jié)果.與學(xué)生一起進一步展開討論,即可引入運動的合成的教學(xué).課例9關(guān)于動態(tài)電路變化問題的教學(xué)的題中,經(jīng)常需要分析關(guān)于燈泡亮暗變化的典型問題.由于是習(xí)題講解,一般不結(jié)合實際電路象和理解都不深.事實上,在講解此類問題時,可事先將一個實物電路制作成示教電路板,電6所示(干電池兩節(jié),滑動變阻器阻508三個燈泡的額定電壓均為2.5V讓學(xué)生觀察實際現(xiàn)象,再進行分析效果要好

些.用如圖6所示電路可展示:當(dāng)滑動變阻器R1R2的阻值發(fā)生變化時L1L2L3三個燈泡的亮暗發(fā)生變化.學(xué)生在觀察實驗現(xiàn)象后,對此問題先獲得了直觀的感性印象,再進行理 自感現(xiàn)象的新課教學(xué)引入,是典型的實驗引入式課例之一.本節(jié)課一開始就可以讓學(xué)生圖 圖68燈泡L1L2的額定電壓均為1.5V燈泡L的額定電壓為6V研究通電瞬間的自感現(xiàn)象用圖7所示電路當(dāng)開關(guān)S閉合時能明顯地觀察到燈泡L1滯后于燈泡L2達(dá)到正常亮度;研究斷電瞬間的自感現(xiàn)象時用8所示電路當(dāng)開關(guān)S由閉合狀態(tài)斷開時,可看到燈泡L并不立即熄滅,且亮度會瞬間變得更亮.教師可抓住燈泡L1的滯后亮和燈泡L的滯后滅與學(xué)生一起進行理論分析,從總之,用實驗作為新課引入的方式是行之有效的.物理現(xiàn)象比較復(fù)雜,學(xué)生頭腦中往往存在一些錯誤的生活經(jīng)驗形成潛在的假設(shè).從理論上要理解這些現(xiàn)象較大,同時,他們也不具備足夠的物理和數(shù)學(xué)分析方法來分解這些現(xiàn)象.而實驗是研究物理問題的根本方法,物理實驗不僅是傳授知識的需要,也是培養(yǎng)唯物主義觀點、進行方法教育的需要.演示實驗?zāi)苡行У丶せ顚W(xué)生的質(zhì)疑思維,提高學(xué)生對事物進行探究和分析的,在課堂教學(xué)中運用各種具體的實驗作為研究物理問題的引入是很有益處的.(收稿日期20000930卷第~2200年

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Vol30No~2Jan2009000km山東省高青縣第一中學(xué)》高中《物理如試驗第一冊)中,有這樣的內(nèi)容:地球和之間的萬有引力,可以拉斷直徑是9000km的鋼柱.這個結(jié)果》為解決這一問題,必須對鋼柱在軸向拉伸設(shè)鋼柱長為L,橫截面積為S,在軸向拉力F的作用下伸長了$L.E=$L/L叫做線應(yīng)變,R=F/S叫做應(yīng)力.應(yīng)力的單位是Pa(還有MPaGPa).位伸時,隨R的增大E也隨之變化.其變形分為下列四個階段.這一階段應(yīng)力與應(yīng)變成正比,是胡克定律適用的范圍.其最大應(yīng)力叫做彈性極限,用e表示.200MPa.

在應(yīng)力超過RS以后應(yīng)變繼續(xù)變大.這一過程所能達(dá)到的最大應(yīng)力叫做強度極限Rb表示.低碳鋼的Rb約為400MPa.它是材料所能承受在應(yīng)力由b逐漸變小的情況下,.下面計算被拉斷鋼柱的直徑,設(shè)鋼材為低碳鋼.由于地球和之間的萬有引力F3.56×1022Nd,則鋼柱橫截面積S=Pd2/4.由題意應(yīng)有FS=Rbd≤4FPRbFRb d≤4×3.

3.14×4×108md≤1.

km在應(yīng)力超過e,性形變.況,而把對應(yīng)的最小應(yīng)力叫做屈服極限,用S.0MPa.

拉斷直徑是9000km的鋼柱就是這樣得出的.(收稿日期200011““天文學(xué)家在英國《自然》上宣布,根據(jù)觀測,宇宙結(jié)構(gòu)是平坦的,而且將膨脹下去.通人很難想象不過科學(xué)家提出一個宇宙結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn):如果兩束平行光越來越近,那么宇宙結(jié)構(gòu)是球形的;如果兩束平行光越來越遠(yuǎn),那么宇宙結(jié)構(gòu)是馬鞍型的;如果兩束平行光平行下去,那么宇宙結(jié)構(gòu)則是平擔(dān)的.平坦宇宙的結(jié)構(gòu)

宇宙結(jié)構(gòu)是平坦的這一結(jié)論是參加系外毫米波輻射和地球物理氣球觀測項目”的多國科學(xué)家得出的.這一項目的目的是研究宇宙的背景輻射詳細(xì)情況.科學(xué)家在1998年底將射電天文望遠(yuǎn)鏡放置在氦氣球頂部,隨氦40km的高空在那里對特定宇宙區(qū)域進行了11天的觀測,獲得經(jīng)過研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在大尺度上,最初發(fā)出的光線并沒有發(fā)生彎曲現(xiàn)象,也就是說當(dāng)初的兩束平行光一直保持平行狀態(tài),這說明宇宙結(jié)構(gòu)是平坦的,也就是說宇宙總質(zhì)量恰好等于臨界質(zhì)量,宇宙將像現(xiàn)在這樣一直膨脹.星,更精確地觀測宇宙早期輻射的情況屆時活本資料室摘自《生》2000.4.活30卷第~2200年

PhyscsTeachngnMddle劉兵兵王昕明

Vol30No~2Jan200學(xué)習(xí).我們在教學(xué)過程中采用以下幾種教學(xué)方法,取得了較好的教學(xué)效果.靜電場的內(nèi)容比較抽象,在教學(xué)過程中做一些直觀的演示實驗是很有必要的.演示實驗規(guī)律的理解和接受,同時的實驗還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí).模擬實驗進行教學(xué)的知識點主要有:(2)電荷守恒定律;(4)電場線的描繪;(7)靜電現(xiàn)象;由于靜電實驗中電壓較高,通常情況下的性能,造成電荷流失,實驗往往不易成功.因此要做好靜電實驗,必須解決好絕緣問題:(3)保持實驗空間環(huán)境的相對干燥(當(dāng)空氣濕度較大時,可用紅外燈加熱演示空間).另外,靜電實驗中電荷往往較少,

驗現(xiàn)象不明顯 在物理教學(xué)中借助于類比方法,可以將陌生的對象與熟悉的對象相比較,給這些陌生的抽象事物(概念、規(guī)律)賦予間接的直觀形象,有利于啟發(fā)學(xué)生思路,化難為易,使學(xué)生順利而全面地認(rèn)識物理現(xiàn)象,形成物理象.為此在進行教學(xué)時可用“高度差類比大大降低了教學(xué)難度.為了切實使類比教學(xué)達(dá)到更好的教學(xué)效果,在使用類比方法進行教學(xué)時,筆者注意到了以下幾個方面:(1)恰當(dāng)?shù)剡x擇類比對象,全面深入地分析兩個類比對象的各種屬性,力求充分掌握它們間的相似性.如電容器與水桶的類比,體現(xiàn)出兩者都具有容納的本領(lǐng);而電容(2)不僅比較兩個類比對象的相似性,同時也讓學(xué)生看到兩個對象的差異性.例如在將電勢能與重力勢能進行類比教學(xué)時,首先根據(jù)兩者間的相似性,由重力勢能、重力做功與重力勢能變化關(guān)系,介紹電勢能概念、電勢能大小及變化;然后再由電荷電量與物體質(zhì)量間的差別:電量有正負(fù)之分、而質(zhì)量均為正,進一步分析討論電勢能與重力勢能之間的差異性,有助于學(xué)生更好地理解電勢30卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200開拓創(chuàng)新能力的建設(shè)者,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,把所學(xué)的知識應(yīng)用于生活實際和服務(wù)于社會,并推動社會的進步與發(fā)展,是當(dāng)今教學(xué)的趨勢之一,更是中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)追求的目標(biāo)之一.心理學(xué)家吉爾福特指出:“人的創(chuàng)造力,主要依靠發(fā)散性思維,它是創(chuàng)造思維的主要成份”.可見培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力必須重視發(fā)散性思維的培養(yǎng).這是擺在我們面前的一個重大課題.如何筆者認(rèn)為,以開放型習(xí)題為載體,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力是行之有效的教學(xué)策略.

后,給學(xué)生作了靜電學(xué)專題講座.結(jié)合實例談?wù)劰P者的實踐與體會 在單元復(fù)習(xí)和訓(xùn)練中,我們嘗試采用導(dǎo)致悖論進行教學(xué):首先設(shè)法導(dǎo)致悖論,讓學(xué)生上當(dāng),然后再指導(dǎo)學(xué)生從中解脫出來.從實際教學(xué)效果可以看出,有意識地造成悖論,然后再加以否定,通過正誤對比,能使學(xué)生的更深刻,從而更加鞏固了學(xué)生對所學(xué)概念和規(guī)律析”一文,本文不再作詳細(xì)討論.為了讓學(xué)生地了解靜電,更好地理解和掌握靜電學(xué)知識,我們在進行完單元教學(xué)一、以策略開放型習(xí)題為載體,誘導(dǎo)學(xué)所謂策略開放型習(xí)題,是指在具體解決此類習(xí)題時,雖然結(jié)論是唯一的,但解決問題有多種思維方法和途徑,即殊途同歸.反現(xiàn)象.初中學(xué)生由于受的限制,雖然他們的思維能力已有了相當(dāng)發(fā)展,但思維形式明顯偏重于集中思維,發(fā)散性思維意識相對薄弱.針對學(xué)生這一特點,我們在物理課堂教學(xué)中根據(jù)內(nèi)容,刻意設(shè)計一些策略開放型習(xí)題,通過引導(dǎo)學(xué)生廣開思路,用多個物理規(guī)律去分析思考問題,化集中思維為發(fā)散思維逐步誘導(dǎo)學(xué)生步入發(fā)散思維的空間.中的靜電現(xiàn)象,到靜電在科學(xué)技術(shù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用;從古代人們對靜電現(xiàn)象的初步認(rèn)識,以及近代和現(xiàn)代(靜)電學(xué)理論的逐步形成、完善,到電學(xué)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀及今后的發(fā)展方向通過實例、史實、大型實驗等,不僅使學(xué)生在所學(xué)知識基礎(chǔ)上獲得了的知識,同時也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)的.以上幾種教法的實踐表明對教學(xué)中化抽象為直觀,變陌生為熟悉,從錯誤到自糾都起到了降低教學(xué)難度的作用,學(xué)生更容易學(xué),也更樂意學(xué). 安忠,劉炳升.中學(xué)物理實驗教學(xué)研究.:高等教育,1985劉兵兵.電場悖論例析.中學(xué)物理教學(xué)參考.((收稿日期20000911所示4歐的電阻串聯(lián)后8伏的電源上,恰能正常發(fā)光,這時燈泡的電功率為4瓦求小燈泡的額定電分析與解答從串阻和電壓分配規(guī)律著手本題有四條解題策解法一I1=I2=I

二、以條件開放型習(xí)題為載體培養(yǎng)學(xué)生由于初中學(xué)生的思維形式為集中思維占主導(dǎo)地位往往容易形成思維定勢,并受制于思維定勢的消極影響使他們的思維形式陷入固定模式造成思維的惰性和呆板性壓抑了他們的創(chuàng)造思維.針對,筆者在具體教學(xué)中精選那些題設(shè)條件在不斷變化的條件開放型習(xí)題進行強化訓(xùn)練引導(dǎo)學(xué)生主動克服思維障礙,打破思維定勢培養(yǎng)思維的流暢性和變通其 U 8-U P I1=R1

,I2=U2=U2 例 如果你在勻速直線行駛的火車(2代入1U28U2+16=2解 U2=4伏解法二U=U1+U2 其中U=8VU=IR=4IU=P2=4

車或輪船里做一小實驗如圖2所示,讓手中的物塊自由下落,那么物塊將會落在[ 代入o式整理,得I2-2I+1= A.A解得I=1安,則U=P2=4=4伏 B.B C.C 解法三R=R1+R

條件變換1,其余保持原題不變.其中=U=8 =4歐 =P2=4 條件變換 將原題中的勻速變換 I I I代入?式整理,I2-2I+1=1I解得I=1安U2=P2=4=4伏1I解法四U1=R1 U 其中U1UU28U2R1=4歐

,3將原題中的“勻速”去掉其解析此題為條件發(fā)散性問題,直線運動的車輛可能有三種運動狀態(tài)勻速、加速、減速.車輛如為勻速行駛,物塊由于慣性將落在A處;車輛如為行駛,物塊由于慣性將落PR2=U22=U2 B處車輛如為加速行駛,P C處故正確答案為選項代入?U28U2+16=2解 U2=4伏本題從串聯(lián)電路的四條不同規(guī)律出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生分析思考,形成了四條不同的思維鏈,從對這多條思維鏈的異同比較總結(jié)過程中,實現(xiàn)了由集中思維向發(fā)散思維的轉(zhuǎn)化,拓展了學(xué)

題型變換假如你在直線行駛的火車,(汽車或輪船)里,發(fā)現(xiàn)懸掛在天花板上的小物塊:(1)保持靜止?fàn)顟B(tài),你可判定此時火車做運動2)突然向車前進方向擺動你可判定此時火車做運動3)關(guān)與電池組成1只導(dǎo)線若關(guān)與電池組成1只導(dǎo)線若2多問”,有效地幫助學(xué)生打破了基于原題的思的效果,較好地促進了學(xué)生思維的流暢性和變2三、以實驗設(shè)計型習(xí)題為載體,培養(yǎng)學(xué)生充分的感性認(rèn)識,加之知識面比較狹窄,創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力薄弱,這就制約了他們展開思維翅膀的空間和思維的獨創(chuàng)性.實驗設(shè)計型習(xí)實施過程中的獨創(chuàng)性的特點,通過這類習(xí)題的訓(xùn)練可以幫助學(xué)生擺脫集中思維的束縛,有力例3小明買了一個新型的全封閉鎳鎘電池外型與鉛蓄電池相似從銘牌上可知該電6伏最大可連續(xù)供電電流為1安,但電池的兩個電極旁只涂了兩種不同的顏色并未標(biāo)明“+-”極.現(xiàn)請你設(shè)計幾種不同的實驗方法所用器材不限幫助小明辨分析與解答這是一道典型的開放型實驗方案設(shè)計習(xí)題,設(shè)計方案多種多樣,現(xiàn)將分析解答過程列于表1.表 11只導(dǎo)線電池組成串聯(lián)3量硫酸銅溶液將兩碳棒插入燒杯中(觸),開關(guān)與電池組4小磁針各1只,與電池組成串聯(lián)電路小磁針閉合開關(guān)根據(jù)小的磁極極性再根據(jù)5負(fù)極的電池組各1個,導(dǎo)線若干分別將電動電池組或待檢電池組成串聯(lián)池供電,閉合開關(guān),6管與電池組成通),則與二極管正7對燒杯、開關(guān)1只導(dǎo)線若干水適量將電極插入本題通過引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)的知識和方法廣泛聯(lián)系,集思廣益,設(shè)計出了7種實驗方案,這些方案不僅具有科學(xué)性,還具有一定的實用性.其中方法6來源于科技制作,方法7源于理化知識的相互滲透5來源于實踐生活,不乏獨創(chuàng)性,因而有效地拓展了學(xué)生思維的廣闊空間,培育了思維的獨創(chuàng)性.總之,在物理教學(xué)過程中,運用多種載體,通過多種和都能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,只要我們把握好物理教學(xué)中的各個環(huán)節(jié),充分利用一切可以利用的載

體,一定會把學(xué)生思維的訓(xùn)練和培養(yǎng)落到實處(收稿日期20000930卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200河北省玉田一中樣一段敘述:“用歐姆表來測量電阻是很方便的,但電池用久了,歐姆表指示的電阻值誤差

Ig E′= + I ′ EERgr+R+ R內(nèi)+EE=就會很大”對于這段敘述很多同學(xué)誤解為=內(nèi)電池舊了,歐姆表就不能調(diào)零了,所以 由1、?兩式, 內(nèi)

R內(nèi) 確了其實不然電池用久了即使歐姆表可以調(diào)零,它所指示的電阻值也是的.下面

,

整理?

E′

制成的它的構(gòu)造如圖1所示.1

聯(lián)立??兩式

R內(nèi)+RE

1+R內(nèi) I

R內(nèi)

R R R1+R內(nèi)1+R內(nèi)R+R內(nèi)圖 圖 圖當(dāng)兩表筆短接調(diào)零時2所示,此時電流表滿偏,有

比較o?兩式,由于R內(nèi)>R內(nèi),R>1,I<IR內(nèi)IRx偏大.由?式可知,此時測出的電阻值為RRR內(nèi)綜上所述可以看出:(1)電池老化后,內(nèi)Ig=Rg+r+R=R內(nèi)

R內(nèi)為歐姆表內(nèi)阻當(dāng)被測量電阻為Rx時,如3所示,電流表示數(shù)為I,則

的電阻值偏大2)在仍能調(diào)零的情況下誤差大小取決于內(nèi)的大小,由=′ R內(nèi) R R內(nèi)可I=Rg+r+R+Rx=R內(nèi)+Rx

看出,R=E,所以電池電動勢減小越多,可見,對不同的電阻Rx都有且僅有一個電流值I與之對應(yīng),測電阻兩端就可以從表盤上讀出其阻值.電池老化后,內(nèi)阻增大,,

R內(nèi),例如電池電動勢由開始的1.5V1.2V,1.25倍并隨著電池的老化誤差繼續(xù)增大(收稿日期20000930卷第~2200年

PhyscsTeachngnMddle—道中考實驗題的剖析江蘇省建湖縣馬莊初中

Vol30No~2Jan200題目給你一只量筒一只燒杯一根足夠部器材測出新鮮土豆的密度(土豆的樣品已取好,大小合適,其密度比水大,且不再吸水).

?在量筒中加適量的水,記下水的體積V2,再將土豆放入量筒中,測出水和土豆的總體積V3.V 2)土豆=.分析此題是江蘇省鹽城市中考物理試題中一道考查學(xué)生實驗設(shè)計能力的實驗題.根據(jù)題意,要測土豆的密度,由密度土豆=m土豆,o要測土豆的體積V土豆從題目中所給的實驗器材我們可知可以用量筒和水測出土豆的體積

1用規(guī)定以外器材如選用紅蠟筆在燒o解答時文字表達(dá)不清楚或意思含糊如?解答時把土豆和水放入燒杯中的順序顛倒了這樣就不能保證土豆質(zhì)量恰好與先加入燒杯中水的質(zhì)量相等V Q土豆=V3-V2水量筒和水來間接測出土豆的質(zhì)量是解決本題的關(guān)鍵.原理就是這個問題的.如果將放有土豆的燒杯放在水槽中,在燒杯的外壁齊水面處用細(xì)線扎一圈做一記號,取出土豆,再向燒杯中加水,直到水槽中的水面與燒杯外的記號相平時為止.用量筒量出燒杯中水的體積,計算出水的質(zhì)量也就知道了土豆的質(zhì)量,從而使問題得到解決.解答1)1將土豆放入燒杯中使燒杯漂浮在水槽中(適當(dāng)移動土豆在燒杯中的位置,使燒杯不傾斜),

做一記號o取出土豆向杯中緩慢加水,待燒杯外水槽?將燒杯中的水倒入量筒,測出其體積,設(shè)其為V1.啟示要使學(xué)生解答好這類考查實驗設(shè)計能力的試題,教師在平時的教學(xué)中應(yīng)注1應(yīng)重視科學(xué)方法的訓(xùn)練對學(xué)過的物理原理或規(guī)律要編制一些開放型習(xí)題,培養(yǎng)及運用物理知識解決實際生活中問題的能o加強實驗教學(xué),努力提高學(xué)生動手能力.對于分組實驗,要求學(xué)生在深刻理解實驗原理的基礎(chǔ)上,認(rèn)真完成實驗操作步驟盡量將演示實驗讓部分學(xué)生上講臺完成,以增加學(xué)生動手操作機會,促使學(xué)生課前主動去理解實驗設(shè)計原理;應(yīng)重視上小制作和小實驗,這些對提高學(xué)生實驗設(shè)計能力有很大幫助所以應(yīng)要求學(xué)生努力完成.3)教學(xué)過程中應(yīng)加強物理量與其所用符號的對應(yīng)性、規(guī)范性和準(zhǔn)確性的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的慣.(收稿日期20000930卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200

(省樅陰縣金社初中思維亮相教學(xué)法是指在物理教學(xué)過程中展現(xiàn)其思維過程的教學(xué)方法.它包含了教與學(xué)兩個方面:對于教師而言,將所教的知識向?qū)W生說清知識的產(chǎn)生問題的提出問題的解決探索)程在這一過程中教師不僅要告訴學(xué)生“是什,還要讓學(xué)生知道“怎么得;對于學(xué)生而言,對所學(xué)的物理知識,不能只知這一知識的本身,還應(yīng)了解知識的獲得過程,的理解過程和運用知識解決問題的應(yīng)用過程,并且還必須用口頭的或的,言語的或非言語的形式將這一過程表達(dá)出來.也就說學(xué)習(xí)時要展現(xiàn)其認(rèn)知過程:感性→理性→具體,并將這一過程的每一步來.體思維步驟.在內(nèi)容方面,要求以已有的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ),由此及彼,有一個歸納或演繹序清楚,逐步分析,最后得出結(jié)論或解決問題,它要求教師和學(xué)生將思維的過程以不同的方式(展現(xiàn)給他人.性

得這一“知識點”,而且能運用于各個具體問題,但每一思維過程都必須圍繞“知識點”進行,表現(xiàn)為中心點的集中和端點的發(fā)散.物理學(xué)的嚴(yán)密性和精密性等特點決定了思維亮相教學(xué)法在物理學(xué)中有著較為廣泛的作用.比較典型的有如下幾個方面:物理概念是對一類物理現(xiàn)象的本質(zhì)屬性的概括和抽象,具有一定的物理意義,是構(gòu)建物理知識結(jié)構(gòu)的基石.因此,在新的物理概念教學(xué)中,對物理概念的引入、理解和應(yīng)用等方面采用思維亮相的教學(xué)方法可以加深對概念的理解.如對物體做勻速直線運動的速度概念的教學(xué):在引入時,在學(xué)生已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上指明物體的運動有快有慢,再介紹兩種比較快慢的方法(相同時間比較路程,相同路程比較時間),此時指明物理學(xué)中選擇了第法來表示物體運動的快慢.至此便可建立速度的概念:單位時間內(nèi)的路程叫做物體的運動速度繼而根據(jù)定義推理、單位.在運用時關(guān)鍵是指用等.在講勻速直線運動和變速直線運動對再如用于物理規(guī)律的教學(xué).物理規(guī)律反映的是物理現(xiàn)象之間的本質(zhì)聯(lián)系在規(guī)律的總?cè)缗nD第一運動定律雖然形式簡單,但推理過程卻相當(dāng)縝密.在教學(xué)過程中可從斜面小車實驗現(xiàn)象入手,總結(jié)出小車在水平面上所受的摩擦阻力越小,其運行距離越遠(yuǎn)的結(jié)論.再經(jīng)過理想化推理:物體在不受阻力或完全不受外力作用時將運動下去,既不改變運動方向,也不改變運動快慢,即做勻速直線運動,若原來是靜止的則保持靜止?fàn)顟B(tài),這樣就總結(jié)出了該定律的內(nèi)容.經(jīng)過這種思維展開教學(xué),學(xué)生能深刻理解該定律的內(nèi)容和適用條件.再從該知識的應(yīng)用實質(zhì)是問題的解決過程,關(guān)鍵在于解決者對問題解決的理論依據(jù)即知識把握程度,思維亮相教學(xué)法表現(xiàn)為:1教師對典型題例的逐步分析要求學(xué)生o重視解題過程.如作業(yè)中計算題應(yīng)寫清每一步填空題、選擇題等還應(yīng)有分析過程.即使是課堂提問,也應(yīng)要求讓學(xué)生分析為如將一部分內(nèi)容進行系統(tǒng)整理時,其中就有判斷、聯(lián)系和歸類的思維過程.這時學(xué)生的整理知識的道理,同時幫助他們進行正確地梳知識整理的另一類型是,學(xué)生對某一物理知識在某一范圍內(nèi)的引申運用,即推論或者解題技巧.這種對知識的整理在一定程度上可以認(rèn)為是創(chuàng)新這時可以讓學(xué)生在合適的場合(如黑板報或班報)出來,闡明其總結(jié)和推理過程.這既是對所學(xué)知識的運用,也是在運

另外,我們還要經(jīng)常鼓勵學(xué)生之間的交流和討論,并相互評判,這也是思維亮相在學(xué)習(xí)處,還須注意以下幾個問題:1在教學(xué)內(nèi)容的選擇上要有針對性它對于邏輯性較強的內(nèi)容更為合適,而且學(xué)生應(yīng)具備相關(guān)的知識和經(jīng)驗基礎(chǔ).o對于教師來說,首先教師應(yīng)透析教學(xué)內(nèi)容,并能用簡潔的語言將其思維脈絡(luò)表達(dá)出來;其次教師應(yīng)經(jīng)常地給予范例;再次還應(yīng)與其它思維方法(如具體形確對待學(xué)生不同的解決問題的思維途徑,切忌單一化和標(biāo)準(zhǔn)化而扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造性.?要充分重視學(xué)生在學(xué)習(xí)中的思維亮相,保證學(xué)生有充分的時間和較多的機會,避免教師單一的,體現(xiàn)學(xué)生的主體地位.教師在教學(xué)過程中的思維亮相使學(xué)生明確了知識的由來和意義,了解了知識的獲得和;生在學(xué)習(xí)過程中的思維亮相,形成結(jié)構(gòu)簡約的知識系統(tǒng);在亮相的過程中易不足和錯誤,便于獲得教師和同學(xué)的幫助;另外,學(xué)生的思維亮相過程相當(dāng)于知識的再次獲得,體驗深刻,掌握得當(dāng)然牢固.在教與學(xué)的思維亮相過程中,學(xué)生了解知識的習(xí)得方法和經(jīng)驗,它對于共同產(chǎn)生式的物理知識的學(xué)習(xí)具有較大的正遷移,能提高學(xué)習(xí)的效率.另外,經(jīng)常的思維訓(xùn)練養(yǎng)成愛動腦筋的良好習(xí)慣,會使學(xué)習(xí)者受益終生.30卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200(省新縣第一初中有些物理教師說,能學(xué)好物理的學(xué)生一定能學(xué)好數(shù)學(xué),能學(xué)好數(shù)學(xué)的學(xué)生不一定能學(xué)好物理.也有一些初中物理教師講,初中生數(shù)學(xué)計算能力差,運用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力差.產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是多方面的,但根對初中學(xué)生而言,數(shù)學(xué)的慣、方法維定勢”,他們中相當(dāng)一部分學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中仍擺脫不了數(shù)學(xué)模式而且物理的學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法和教師教學(xué)方法的改變,學(xué)習(xí)物理的思維方式的多樣性、靈活性,都使他們對學(xué)習(xí)物理不適應(yīng);再者,由于物理教師對物理中所用數(shù)學(xué)知識在數(shù)學(xué)中的地位,以及對某些數(shù)學(xué)知識,學(xué)生是否學(xué)過,掌握的程度不夠清楚,對確,加之不太注意初中學(xué)生的心理變化,教學(xué)由此可見,重視初中物理與數(shù)學(xué)的銜接問題是很重要的,在教學(xué)實踐中應(yīng)做好銜接中的數(shù)學(xué)是學(xué)好物理知識的前提.在備課中,應(yīng)了解學(xué)生需具備哪些數(shù)學(xué)知識,學(xué)生已有的數(shù)學(xué)知識及對這些知識掌握的熟練程度,學(xué)習(xí)物理尚缺少的數(shù)學(xué)知識和方法,學(xué)生應(yīng)用已有的數(shù)學(xué)知識的習(xí)慣和方法.根據(jù)以上情況有針對性地設(shè)計教學(xué)程序,選擇教學(xué)方法和制定教案.

算但教師如不了解數(shù)學(xué)中單位換算不寫過程,,充講解單位換算過程,=二、教學(xué)過程注重承前啟后查漏補缺,總結(jié)歸納,培養(yǎng)能力在物理教學(xué)中,每個單元、每節(jié)課如涉及到學(xué)生已有數(shù)學(xué)知識掌握得不熟練,或數(shù)學(xué)要求與物理要求不盡一致等問題時,都要以激發(fā)學(xué)生的求知,降低學(xué)習(xí)中的難度階梯,引導(dǎo)學(xué)生把數(shù)學(xué)方法和物理方法結(jié)合起來,達(dá)到溫故知新之目的.如正反比關(guān)系的基礎(chǔ)知識,學(xué)生在小學(xué)階段已學(xué)過,在可先復(fù)習(xí)正反比基礎(chǔ)知識結(jié)合物理意義講解,到初三學(xué)生學(xué)過正反比函數(shù)時再進一如果學(xué)生數(shù)學(xué)知識不足或掌握得不牢物理學(xué)科特點,我們在實際教學(xué)中應(yīng)通過,彌補不足.如科學(xué)記數(shù)法是物理中常用的數(shù)學(xué)方法,負(fù)指數(shù)運算從初二開始經(jīng)常用到,但科學(xué)記數(shù)法不是初一數(shù)學(xué)的重點,負(fù)指數(shù)到初三才學(xué),對類似于這些知識就要多次講練而補缺,以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)算的方法、速度、精確度和準(zhǔn)確度再如數(shù)學(xué)中的列方程與物理中的列方程,數(shù)學(xué)中只要數(shù)值相等便可列等式,而物理中不但要求數(shù)值相等,還要物理量相同.在解物理方程時還要注意其結(jié)果有物理意義.類似這些問題及特點都應(yīng)在教學(xué)中強化,防止學(xué)生30卷第~2200年

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Vol30No~2Jan200(華中理工大學(xué)附屬中學(xué)帶電粒子在磁場中運動的極值問題是學(xué)可能達(dá)到的最大位移x=y生普遍認(rèn)為的學(xué)習(xí)難點.中學(xué)階段,考慮到帶重力不計)電粒子以速度v垂直于磁場方向進入有界均勻磁場,在只受洛倫茲力作用時,粒子做勻速圓周運動這一特點,而極值問題又涉及到粒子的約束.能否從分析帶電粒子在磁場中所做圓運動軌跡的變化規(guī)律出發(fā),運用直觀的幾何知識來簡單解決具體的問題呢?為突破這一難點,本文就用動態(tài)圓分析帶電粒子在磁場中運動的極值問題,談?wù)剛€人在教學(xué)中的體會.應(yīng)建立物理圖景(通過動態(tài)圓)→由漸變到識→尋求極值.11所示x軸上方y(tǒng)≥0)存在著垂直紙面向外的磁場,磁感強度為B.

圖 圖分析與解答由于離子由O點向x軸上方任意方向以相同速率v發(fā)射很容易確定全部離子在磁場中做圓周運動的動態(tài)圓的圓心=上2所示很顯然y軸入射D為圓心做圓周運動的離子將在x軸上有最大位xx=OP=2r=2mv同理,x軸負(fù)向 2mv原點O處有一個離子源向x軸上方任意方 y=OQ=qB 的能力時,應(yīng)通過對典型物理問題的詳細(xì)分析講解,指導(dǎo)學(xué)生掌握解決抽象物理問題的數(shù)學(xué)三、培養(yǎng)學(xué)生心理素質(zhì),發(fā)揮學(xué)生非智力

學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的優(yōu)良程度,與學(xué)生心理素質(zhì)有著密切的關(guān)系.初中生剛開始接觸物理或接觸物理時間不長,如果物理與數(shù)學(xué)銜接不好,更易使學(xué)生對物理無,產(chǎn)生畏懼情緒.因此教學(xué)中既要熱情地鼓勵學(xué)生注意培切實地幫助學(xué)生查漏補缺,排除,總結(jié)經(jīng)驗以便他們始終在最佳的狀態(tài)下學(xué)習(xí).總之初中物理與數(shù)學(xué)銜接問題處理得好,學(xué)生就能盡快地適應(yīng)物理的學(xué)習(xí),從而更高效,更順利地接受物理知識和提高能力.(收稿日期20000923所示AADD長區(qū)域內(nèi),勻強磁場的磁感強度為B,方向垂直紙面向里磁場區(qū)域?qū)挾葹閐電子以不同的速率v從邊界AAS處沿垂直磁場方向射me為使電子能從另一邊DD,問電子的速率應(yīng)滿足什么條件?重力不計)圖 圖v

35所示AADD長區(qū)域內(nèi),勻強磁場的磁感強度為B,方向垂直紙面向里磁場區(qū)域?qū)挾葹閐.電子槍S發(fā)射質(zhì)量為m、電量為e的電子當(dāng)電子槍水平發(fā)射時DD′右側(cè)發(fā)現(xiàn)了電子當(dāng)電子槍在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動到某一位置時剛好在AA發(fā)現(xiàn)了電子.試畫出電子在磁場中運動的軌跡AA′的射入點和射出點間的距離(電子射入速率始終為v0).分析與解答evB= =mv∝

,

圖 圖分析與解答0~P范圍內(nèi)由電子槍射入磁場的電子其動態(tài)圓的圓心都在以S做半徑不同的圓周運動.由左手定則決定的這vSP上如圖4所示圖中沿12軌跡運動的電子DD1245漸變過程中總存在一個臨界圓相應(yīng)的臨界半徑為r0,如圖4中軌跡3所示.rr0時電子從AA′射出當(dāng)rr0時,DD′射出因此該臨界圓的圓心與DD′相切.由幾何關(guān)系,得r0+r0cosH=r=mv0代入上式并求解0

rEOF上,6所示.,,v0ev0B=mr得到一隱含的重要約束條件:rmv0 .因此,只有圓心在,動態(tài)圓剛好與e 所以該電子在磁場中的運動軌跡是弧線S由幾何關(guān)系, SC= r-(r-d)= eB-d很多學(xué)生求解的結(jié)果看似正確故當(dāng)v

v0= (1+cos)meB

如圖7所示的錯誤軌跡圖,rd這一隱含約束條件.如果能從 圖點評由同一點射入磁場,動態(tài)圓半徑不同,但其圓

例 如圖8所示,MN是一塊足夠大的擋板S的距離=L.擋板下面即電子源一側(cè)充滿著垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感強度為B.問1)若使電子源發(fā)射的電子有可能到達(dá)檔板,則發(fā)射的電子速率至少多大?發(fā)射方向如速率為1中所求速率2倍則檔板被電子大?發(fā)射方向的范圍如何v分析與解答1)evB=mrv=eBrm因此,欲使電子能到達(dá)擋板,且速率最小的條件是r=L其電子最小速率為v=eBL

發(fā)射方向為SO由幾何關(guān)系得Ob=LMN上被電子的范圍為線段ab,ab=Oa+Ob= 3+1)L點評確定動態(tài)圓圓心軌跡,考慮電子在磁場中順時針運動時才能板的約束條件,進一步確定電子發(fā)射方向的范圍,再由動態(tài)圓的漸變到突變,在臨界狀態(tài)通過簡單的幾何關(guān)系求解極值,是解決這類問題的有效方法.如果能用動態(tài)圓模型紙板直觀教學(xué)和練習(xí)學(xué)5xOy平面內(nèi)有很多質(zhì)量為me的電子O不斷以相同速率v0沿不同方向射入第Ⅰ象限10所示現(xiàn)xOyB的勻強磁場.要求這些入射電子穿過磁場都能平行xx軸正向運動試問符合該條件的磁場的最小面積為多大?(不考慮電子間的相2)v=2v0時電子在磁場中做圓周運動的半徑r=2r0=L.確定的所有動態(tài)圓中其圓心都應(yīng)在以SL的圓周上,9所

圖 圖分析與解答O示在這個圓周上

=

v0

子才能擋板.因此,電子發(fā)射方向只能在SO和SA發(fā)射方向左側(cè)的0~P范圍內(nèi)如圖9所示中的箭頭所示的角度范圍內(nèi).9所示中SA方向順時針至S方向發(fā)射的電子,其圓心相應(yīng)在弧PO上,打在B,發(fā)射方向為SC.由幾何關(guān)系,得 Sa2-SO 4L2-L2 3L

在由左手定則所決定的所有動態(tài)圓中,象限的四分之一圓周上11所示其中沿y軸正向發(fā)射的電子,軌跡如圖中實線1所示,圓心在x軸上的O1點,而圓心在弧O1On上的各點,其相應(yīng)運動軌跡均在第Ⅰ象限內(nèi),如圖中234等實線所示.分別過O1O2、O3O等圓心做與y軸平行的直線(如圖中虛線所示)與相應(yīng)實線分別交于abcd等點,過這些點做平行于x軸的直線,則為各相應(yīng)電子平行于x軸的運動方向.由圖可知,abcd等點就是各電子離開磁場的出射點,均應(yīng)滿足方程:x2+(r-y)2=r2即所有出射點均應(yīng)在以坐標(biāo)0,r

y22H2這一條件,12v0r第Ⅰ象限內(nèi)的磁場區(qū)域ev0B1=m,r11和圓弧abO的交集上.由幾何關(guān)系, Smn=2(1Pr2-1r2)=P-2(mv0)

B1=2eH很顯然,第Ⅲ象限的電子運動過程, 點評該題解答應(yīng)滿足如下三個條件;6如圖12所示,在xOy平面上有一片稀疏的電子在-H<y<H的范圍內(nèi)x軸的負(fù)半軸的遠(yuǎn)處以相同速率v0x軸正向平行地向y軸射來.試設(shè)計一磁場區(qū)域,使得1)

看成是第Ⅰ象限的逆過程.完成該過程的條件是:只有當(dāng)磁場方向垂直平面向外,各電子在該磁場中所做圓周運動的圓心都在以O(shè)為圓心、半徑為H且位于第Ⅱ象限的四分之一圓周上.其中平行于x軸且距x軸為-H的入射電子運動的軌跡為下邊界1′所示而沿與x軸平行方向入射的其它電子都在實線滿足x2H-y2H2這一條件實線之交集即為第Ⅲ象限內(nèi)的磁場區(qū)域v2v0(2)這一片電子最后擴展到-2H<y<2H范圍內(nèi)x

ev0B3=

r3,B3=eHm,不考慮電子間的相互作用.圖 圖分析與解答電子在點O先會聚再發(fā)散,因此,電子在第Ⅰ象限的運動情況可以仿照例5來解決,即電子由點O向各個方向發(fā)射,只圓周運動的圓心都在以點O為圓心、半徑為2H且位于第Ⅳ象限的四分之一圓周上,電子xy軸運動其中沿y

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