谷雅慧主編老師新課程3-1 3-2教材分析

新課標(biāo)高中物理教材

教材分析和教學(xué)建議課程教材研究所人民教育出版社物理室谷雅慧guyh@選修1-2選修2-2選修2-3選修1-1選修2-1選修3-1選修3-4選修3-5選修3-2選修3-3物理1

物理2選修共同必修必修內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（課程模塊）共同必修——物理1、物理2：這是全體高中學(xué)生的共同學(xué)習(xí)內(nèi)容。物理1：運(yùn)動(dòng)描述、相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律物理2：機(jī)械能和能源、拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)、經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性課程內(nèi)容說明選修系列：選1系列、選2系列、選3系列選修1系列選修1-1：電磁現(xiàn)象與規(guī)律、電磁技術(shù)與社會(huì)發(fā)展、家用電器與日常生活選修1-2：熱現(xiàn)象與規(guī)律、熱與生活、能源與社會(huì)發(fā)展課程內(nèi)容說明選修2系列選修2-1：電路與電工、電磁波與信息技術(shù)選修2-2：力與機(jī)械、熱與熱機(jī)選修2-3：光與光學(xué)儀器、原子結(jié)構(gòu)與核技術(shù)課程內(nèi)容說明選修3系列選修3-1：電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng)選修3-2：電磁感應(yīng)、交變電流、傳感器選修3-3：分子動(dòng)理論與統(tǒng)計(jì)思想、固體、液體與氣體、熱力學(xué)定律與能量守恒、能源與可持續(xù)發(fā)展選修3-4：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波、電磁振蕩與電磁波、光、相對(duì)論選修3-5：碰撞與動(dòng)量守恒、原子結(jié)構(gòu)、原子核、波粒二象性課程內(nèi)容說明《課程標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于選修模塊的說明：選修課程由10個(gè)模塊組成。選修1-1、1-2側(cè)重物理學(xué)與社會(huì)科學(xué)和人文科學(xué)的融合，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對(duì)人類文明的影響；選修2-1、2-2、2-3側(cè)重從技術(shù)應(yīng)用的角度展示物理學(xué)，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的應(yīng)用和實(shí)踐；選修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5在注重物理學(xué)的應(yīng)用和社會(huì)意義的同時(shí)，較系統(tǒng)地介紹物理學(xué)的內(nèi)容，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的研究思想和方法。課程內(nèi)容說明選修系列1強(qiáng)化科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)繼承了我國科學(xué)教育中重視基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和基本技能訓(xùn)練的優(yōu)良傳統(tǒng)，保證學(xué)生學(xué)好“課程標(biāo)準(zhǔn)”中所列1-1模塊中的各個(gè)基本知識(shí)點(diǎn)。改變內(nèi)容上的繁、難、偏、舊，根據(jù)少而精的原則，精選和更新教學(xué)內(nèi)容，刪減傳統(tǒng)教材中要求學(xué)生死記硬背和過細(xì)過窄的知識(shí)內(nèi)容，從新的角度做出增刪取舍和編排，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行重新整合。避免艱深的數(shù)學(xué)公式和計(jì)算，突出物理知識(shí)的物理本質(zhì)，樹立鮮明的物理圖像，整合出一條清晰、簡(jiǎn)練而系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)的主干線。使學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)有一個(gè)整體的、本質(zhì)的理解和把握。關(guān)于1-1模塊，以“場(chǎng)”的概念為中心，突出“電磁現(xiàn)象的微觀本質(zhì)－電場(chǎng)－磁場(chǎng)－電與磁的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化－電磁場(chǎng)與電磁波”的知識(shí)主干線。通過這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生形成一個(gè)關(guān)于“電磁場(chǎng)”的物理世界圖景。以精練的章節(jié)設(shè)計(jì)（四章）和內(nèi)容選擇，呈現(xiàn)出主干基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容，使學(xué)生從零亂地記憶一些定義、事實(shí)、公式、數(shù)據(jù)、結(jié)論和計(jì)算方法，轉(zhuǎn)移到注重基礎(chǔ)性學(xué)力、發(fā)展性學(xué)力和創(chuàng)造性學(xué)力的培養(yǎng)上來。

致

同

學(xué)

們

第一章

電

場(chǎng)

電

流一、電荷

庫侖定律二、電場(chǎng)三、生活中的靜電現(xiàn)象四、電容器五、電流和電源六、電流的熱效應(yīng)

第二章

磁

場(chǎng)一、指南針與遠(yuǎn)洋航海二、電流的磁場(chǎng)三、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用四、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用五、磁性材料

第三章

電磁感應(yīng)一、電感應(yīng)現(xiàn)象二、法拉第電磁感應(yīng)定律三、交變電流四、變壓器五、高壓輸電六、自感現(xiàn)象

渦流七、課題研究：電在我家中

第四章

電磁波及其應(yīng)用一、電磁波的發(fā)現(xiàn)二、電磁波譜三、電磁波的發(fā)射和接收四、信息化社會(huì)五課題研究：社會(huì)生活中的電磁波

例如第二章“磁場(chǎng)”章首即以一個(gè)“司南”的照片展示了我國古代對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)，接下來以鄭和下西洋開始了磁的探索，在用科學(xué)的方法學(xué)習(xí)和研究了磁的一些內(nèi)容后，又提到“阿波羅登月計(jì)劃”探究月亮磁場(chǎng)的問題。這樣就把歷史和現(xiàn)代有機(jī)地結(jié)合走來，使學(xué)生明確地感受到，學(xué)習(xí)歷史不僅僅是為了解歷史，更主要的是為了更好地理解科學(xué)，更好地服務(wù)現(xiàn)代。

例如第四章“電磁波及其應(yīng)用”從19世紀(jì)麥克斯韋的“電磁場(chǎng)理論”、赫茲的“電火花”這些“基本”的知識(shí)、“歷史”的內(nèi)容，到現(xiàn)實(shí)生活中常用的“電視機(jī)”、“移動(dòng)電話”、“微波爐”，再到“隱形飛機(jī)”、“E炸彈”以及“尋找地外文明”。這些知識(shí)不僅是學(xué)生們極感興趣的，而且可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)當(dāng)代高技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用前景。二、教材特色選修系列2來龍去脈中，更重去脈

把關(guān)注點(diǎn)放在物理知識(shí)和方法的具體應(yīng)用上

在知識(shí)的難易程度上，把握在“適度、夠用”的程度

教材分析的幾個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)1.體現(xiàn)模塊3系列課程要求的定位《課程標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于選修3-1模塊的說明：本模塊是選修模塊。物理學(xué)有自己的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和邏輯結(jié)構(gòu)，有廣泛的技術(shù)應(yīng)用，它是人類文化的重要組成部分，它的發(fā)展深刻地影響著人類的生產(chǎn)和生活方式。在本模塊中，學(xué)生將比較全面地學(xué)習(xí)物理學(xué)及其技術(shù)應(yīng)用，了解它與社會(huì)發(fā)展以及人類文化的互動(dòng)作用。……。教材分析的幾個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)1.體現(xiàn)模塊3系列課程要求的定位——比較系統(tǒng)和全面地學(xué)習(xí)物理學(xué)，強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的研究思想和方法2.體現(xiàn)新的課程理念——促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考，重視學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)，發(fā)展科學(xué)探究能力，逐步形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。（一）3-1、3-2與原教材章節(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)比

〔新〕第一章

1電荷及其守恒定律

2庫侖定律

3電場(chǎng)強(qiáng)度

4電勢(shì)能和電勢(shì)

5電勢(shì)差

6電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

8電容器與電容

9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

〔原〕第十三章一、電荷庫侖定律

二、電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度

三、電場(chǎng)線

四、靜電屏蔽

五、電勢(shì)差電勢(shì)

六、等勢(shì)面

七、電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

八、電容器的電容

九、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)*十、靜電的利用和防止電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差的知識(shí)線索不同電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差的知識(shí)線索不同靜電復(fù)印其它

〔新〕第二章恒定電流

1電源和電流

2電動(dòng)勢(shì)

3歐姆定律

4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

5焦耳定律

6導(dǎo)體的電阻

7閉合電路歐姆定律

8多用電表原理

9實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表

10實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻11簡(jiǎn)單的邏輯電路〔原〕第十四章恒定電流

一、歐姆定律

二、電阻定律電阻率

三、半導(dǎo)體及其應(yīng)用

四、超導(dǎo)及其應(yīng)用

五、電功和電功率

六、閉合電路歐姆定律

七、電壓表和電流表

伏安法測(cè)電阻√√√√√√√√增加

〔新〕第三章磁場(chǎng)1磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)

2磁感應(yīng)強(qiáng)度

3幾種常見的磁場(chǎng)

4通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受到的力

5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受到的力

6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

〔原〕第十五章磁場(chǎng)一、磁場(chǎng)磁感線

二、安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度

三、電流表的工作原理

四、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

五、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)質(zhì)譜儀六、回旋加速器

第四章電磁感應(yīng)1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

2探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件

3法拉第電磁感應(yīng)定律

4楞次定律

5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況

6互感和自感7渦流

第十六章電磁感應(yīng)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

二、法拉第電磁感應(yīng)定律三、楞次定律四、欏次定律的應(yīng)用

五、自感現(xiàn)象

六、日光燈原理

*七、渦流

增加增加

〔新〕第五章交變電流1交變電流

2描述交變電流的物理量

3電感和電容對(duì)交變電路的影響

4變壓器5電能的輸送

〔原〕第十七章交變電流

一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律

二、表征交變電流的物理量

三、電感和電容對(duì)交變電流的影響

四、變壓器

五、電能的輸送

*六、三相交變電流

〔新〕第六章傳感器1傳感器及其工作原理

2傳感器的應(yīng)用

3實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用〔原〕第二冊(cè)（必加選）〔閱讀〕電容式傳感器

〔閱讀〕動(dòng)圈式話筒原理

〔實(shí)驗(yàn)〕傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用

總的感覺

一、結(jié)構(gòu)方面：大體繼承了原教材的基本結(jié)構(gòu)和線索，對(duì)此，不會(huì)造成教學(xué)不適應(yīng)的問題。

二、內(nèi)容方面：新增加的知識(shí)內(nèi)容不多（傳感器、門電路）。而且在編寫這些新內(nèi)容時(shí)，注重基礎(chǔ)性、連貫性和可讀性，新教科書在知識(shí)上不會(huì)有大的困難。

三、理念方面：新教科書重視“過程“目標(biāo)的落實(shí)，重視“情感”目標(biāo)的體現(xiàn)，重視聯(lián)系學(xué)生生活、社會(huì)實(shí)踐和現(xiàn)代科技。如何在新教科書的基礎(chǔ)上通過教師的進(jìn)一步創(chuàng)造，在課堂教學(xué)中體現(xiàn)新的課程理念，這是實(shí)施新課程需要解決的最大問題。課文中有的地方提出了一些新概念（如恒定電場(chǎng)等），旨在增強(qiáng)對(duì)原有知識(shí)的理解，而不是有意增添新的知識(shí)點(diǎn)。（二）選修3-1、3-2

教材分析和教學(xué)建議

各種守恒定律都是物理學(xué)的基本定律，它們不是在盲目摸索中得來的副產(chǎn)品，它是物理學(xué)家追求的目標(biāo)。新教科書突出了守恒的思想，例如，力學(xué)中學(xué)習(xí)功和能的時(shí)候就是從“追尋守恒量”開始的。這里把電荷守恒定律作為一節(jié)，目的就在于此。過去常把摩擦起電和感應(yīng)起電作為單獨(dú)的兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)來處理，新書中它們從屬于電荷守恒定律。編者要通過對(duì)這兩個(gè)現(xiàn)象的分析，使學(xué)生想到：電荷可能是守恒的。對(duì)于元電荷的概念，最重要的是把握電荷量子化的思想，這是學(xué)生第一次接觸“量子化”，要為以后的學(xué)習(xí)做鋪墊。為什么把電荷守恒定律單列一節(jié)

大量事實(shí)表明，電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律（lawofconservationofelectriccharge）。近代物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，帶電粒子可以產(chǎn)生和湮沒。例如，由一個(gè)高能光子可以產(chǎn)生一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子；一對(duì)正、負(fù)電子可同時(shí)湮沒，轉(zhuǎn)化為光子。不過在這些情況下，帶電粒子總是成對(duì)產(chǎn)生或湮沒，兩個(gè)粒子帶電數(shù)量相等但正負(fù)相反，而光子又不帶電，所以電荷的代數(shù)和仍然不變。因此，電荷守恒定律現(xiàn)在的表述是：一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。它是自然界重要的基本規(guī)律之一。電荷守恒定律的傳統(tǒng)表述和現(xiàn)在的表述

在有效完成“電荷”教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到，無論是摩擦起電還是感應(yīng)起電，其本質(zhì)都是微觀帶電粒子（如電子）在物體之間或物體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造出了電荷。有了這樣的認(rèn)識(shí)，就可以順利引出電荷守恒定律的傳統(tǒng)表述。對(duì)于這一表述在教學(xué)中需明確：電中性物體中是有電荷存在的，只是電荷的代數(shù)和為零；“電荷的中和”是指電荷的種類和數(shù)量達(dá)到等量、異號(hào)，這時(shí)正、負(fù)電荷的代數(shù)和為零；“電荷的總量”是指電荷的代數(shù)和。由此可見，如果能夠使學(xué)生正確理解上述問題，就容易理解現(xiàn)在的電荷守恒定律了。注意：關(guān)于正、負(fù)電子的湮沒轉(zhuǎn)化為光子等現(xiàn)象，在教學(xué)中不宜要求過高，可以告訴學(xué)生，這部分內(nèi)容以后還會(huì)學(xué)習(xí)，現(xiàn)在只要求學(xué)生體會(huì)到，隨著人類研究領(lǐng)域的擴(kuò)大和深入，電荷守恒定律有了新的表述即可。電荷守恒定律的傳統(tǒng)表述和現(xiàn)在的表述

這章的第1節(jié)給出了驗(yàn)電器和靜電計(jì)的照片。靜電計(jì)實(shí)際上就是具有導(dǎo)電外殼的驗(yàn)電器。靜電計(jì)的外殼與中間的金屬桿構(gòu)成了一個(gè)電容器，它們是電容器的兩個(gè)極板。與驗(yàn)電器一樣，指針（或金屬箔）張開的大小表示帶電的多少；對(duì)于電容器來說，帶電多少正比于兩板的電勢(shì)差，所以當(dāng)它們分別與兩個(gè)導(dǎo)體相連時(shí)，可以由靜電計(jì)指針的張角判斷它們的電勢(shì)差。外殼是否接地對(duì)于顯示電勢(shì)差沒有影響，但有時(shí)可以增加實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的穩(wěn)定性。由于靜電計(jì)這個(gè)“電容器”的兩個(gè)極板太簡(jiǎn)陋，受外界影響太大，極板間的電勢(shì)差與板上電荷量的關(guān)系比較復(fù)雜，所以靜電計(jì)只能用來定性地估計(jì)電勢(shì)差。

靜電計(jì)與驗(yàn)電器有什么區(qū)別？

科學(xué)定律的建立需要實(shí)驗(yàn)事實(shí)，也需要?dú)w納，但不一定符合“大量數(shù)據(jù)—→歸納—→結(jié)論”這樣簡(jiǎn)單的模式?？茖W(xué)家以廣泛的知識(shí)和深刻的洞察力為基礎(chǔ)進(jìn)行的猜想，才是最有創(chuàng)造力的思維活動(dòng)。在18世紀(jì)中葉，庫侖定律發(fā)現(xiàn)的前夕，對(duì)萬有引力的研究已經(jīng)相當(dāng)深入，人們已經(jīng)知道了反平方力的各種表現(xiàn)，例如，把質(zhì)點(diǎn)放到均勻物質(zhì)球殼中的任何一點(diǎn)，球殼對(duì)它的引力都是零。18世紀(jì)60年代，富蘭克林做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把一個(gè)帶電的軟木球吊在帶電的罐頭盒中，軟木球不受任何力的作用。另一位物理學(xué)家愛普里斯特利據(jù)此猜測(cè)靜電力也與萬有引力一樣具有反平方的性質(zhì)。這里只能說是猜測(cè)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件并不一樣：罐頭盒并不是均勻帶電的球殼。在此同時(shí)，還有其他人由于不同事實(shí)的啟發(fā)，也在推測(cè)靜電力的反平方規(guī)律。庫侖是在這樣的背景下進(jìn)行他的扭秤實(shí)驗(yàn)的。也就是說，實(shí)驗(yàn)前他已經(jīng)對(duì)結(jié)果有了預(yù)測(cè)?，F(xiàn)代人看他的原始資料，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與反平方規(guī)律之間有很大的差距，根據(jù)這樣的數(shù)據(jù)寫出靜電力的表達(dá)式，的確需要“勇氣”。出于這樣的考慮，教科書用的語言是，庫侖“通過研究確認(rèn)”了現(xiàn)在周知的庫侖定律。

為什么沒有說“庫侖定律是由大量實(shí)驗(yàn)歸納得到的”？

以現(xiàn)代物理學(xué)的觀點(diǎn)看，場(chǎng)是一種物質(zhì)，但以數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看，如果某量是空間各點(diǎn)的函數(shù)，這個(gè)空間也可以定義為一個(gè)場(chǎng)。例如，某空間區(qū)域的各點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)矢量，那么這個(gè)空間就是一個(gè)矢量場(chǎng)。這個(gè)矢量場(chǎng)可以不涉及任何物質(zhì)實(shí)體。定義電場(chǎng)的思路是這樣的：在一個(gè)電荷附近的任何一點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷會(huì)受力，力與電荷量的比值與電荷量無關(guān)，說明比值反映了空間的某種性質(zhì)，于是就定義了電場(chǎng)。這樣定義的電場(chǎng)，可能是一種物質(zhì)實(shí)體，也可能根本就是一個(gè)數(shù)學(xué)工具，我們無法區(qū)分。因此，在這里可以提一提電場(chǎng)的物質(zhì)性，不必強(qiáng)調(diào)。我們沒有說服學(xué)生的理由，過于強(qiáng)求反而給人不說理的印象。只有在變化的電磁場(chǎng)中，也就是在研究了電磁波的能量流動(dòng)，特別是研究了電磁波的動(dòng)量之后，我們才有充分的理由說，電磁場(chǎng)是一種物質(zhì)。第三章關(guān)于磁場(chǎng)的物質(zhì)性也是這樣處理的。為什么本章沒有強(qiáng)調(diào)電場(chǎng)的物質(zhì)性？

各種勢(shì)能都是空間點(diǎn)的函數(shù)，即一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的值，如果做不到，就不可能定義某種勢(shì)能。例如，在有摩擦的平面上把一個(gè)物體從基點(diǎn)O移到某點(diǎn)A，沿不同路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力做的功不一樣，這種情況下就不能在A點(diǎn)定義所謂的“摩擦勢(shì)能”。分析某種力做功的特點(diǎn)，就能知道是否“一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的（勢(shì)能）值”。強(qiáng)調(diào)這些，目的是使學(xué)生對(duì)于勢(shì)能有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí)教科書這樣做了，學(xué)習(xí)電勢(shì)能時(shí)還要這樣做。教科書在這里以自己的行動(dòng)滲透了科學(xué)態(tài)度的教育：說話、做事要講道理，要合乎邏輯。有這樣一個(gè)疑問：分析靜電力做功的特點(diǎn)要用掉一些時(shí)間，盡管這樣有利于科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度的教育，但是會(huì)不會(huì)影響學(xué)生解題的訓(xùn)練？其實(shí)兩者可以兼顧。分析做功特點(diǎn)時(shí)的主要運(yùn)算是功的計(jì)算，還有就是“用不變的量代替變化的量”的方法。這些都是解題所需要的非?；镜募寄?，教學(xué)時(shí)不僅要想著目標(biāo)――得到做功與路徑無關(guān)的結(jié)論；更要想著過程――功的計(jì)算。

為什么要討論靜電力做功的特點(diǎn)？

q在沿直線從A移往B的過程中（圖1.4-1甲），受到的靜電力F＝qE，靜電力與位移AB的夾角始終為q，靜電力對(duì)q所做的功為

W＝Fcos

q·

AB=qE·

AMq在沿折線AMB從A移往B的過程中（圖1.4-1甲），在線段AM上靜電力對(duì)q所做的功W1=qE·

AM。在線段MB上，由于移動(dòng)方向跟靜電力垂直，靜電力不做功，W2＝0。在整個(gè)移動(dòng)過程中靜電力對(duì)q所做的功W＝W1+W2。所以W＝qE·

AM

再使q沿任意曲線ANB從A移動(dòng)到B（圖1.4-1乙）。我們可以用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近曲線ANB。只要q的移動(dòng)方向與靜電力平行，靜電力都做功，而這些與靜電力平行的短折線的長(zhǎng)度之和等于AM。因此，靜電力所做的功還W＝qE·

AM可見，不論q經(jīng)由什么路徑從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，靜電力做的功都是一樣的。由于移動(dòng)電荷時(shí)靜電力做的功與移動(dòng)的路徑無關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做電勢(shì)能.

新教科書要突出科學(xué)思想，其中重要的一條是通過做功研究能量。分析了靜電力做的功之后馬上就會(huì)自然地得到電勢(shì)能的概念，隨后，由于電勢(shì)能與檢驗(yàn)電荷成正比，于是又得到了電勢(shì)和電勢(shì)差……先學(xué)電勢(shì)差則不便于落實(shí)“通過做功研究能量”的思想。還有一個(gè)原因。對(duì)于現(xiàn)代的高中學(xué)生，能量已經(jīng)是熟知的概念，電勢(shì)和電勢(shì)差則相對(duì)抽象，先學(xué)電勢(shì)能再學(xué)電勢(shì)差也符合從具體到抽象的原則。電勢(shì)能作為能量家族的新成員，不僅豐富了對(duì)能量概念的認(rèn)識(shí)，而且為電現(xiàn)象與其他現(xiàn)象之間的聯(lián)系提供了溝通的渠道。后面講到的非靜電力對(duì)電荷做功與電勢(shì)能的轉(zhuǎn)化就是一例。為什么按電勢(shì)能－電勢(shì)－電勢(shì)差的邏輯關(guān)系展開教學(xué)？

電場(chǎng)力電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差電勢(shì)電勢(shì)能電場(chǎng)力的功電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)試探電荷在場(chǎng)中某點(diǎn)受的電場(chǎng)力與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)E＝F/q和重力與重力勢(shì)能類比WAB＝EpA－EpB試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)φ＝Ep

/q電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)之差叫電勢(shì)差UAB＝φA－φBE數(shù)值等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向單位距離的電勢(shì)差U＝Ed

結(jié)構(gòu)

線索

鋪墊和引伸電場(chǎng)力電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)差電勢(shì)電勢(shì)能電場(chǎng)力的功試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)之差叫電勢(shì)差試探電荷在場(chǎng)中某點(diǎn)受的電場(chǎng)力與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)E數(shù)值等于沿場(chǎng)強(qiáng)方向單位距離的電勢(shì)差E＝F/qWAB＝EpA－EpBφ＝Ep

/qUAB＝φA－φBU＝Ed和重力與重力勢(shì)能類比WAB＝EpA－EpB

結(jié)構(gòu)

線索

鋪墊和引伸在這之前，有“重力做功與路徑無關(guān)”作為鋪墊這之前，有“重力功與重力勢(shì)能關(guān)系”作為鋪墊這之前，有電場(chǎng)強(qiáng)度概念的形成作為鋪墊為串、并聯(lián)電路電壓關(guān)系的理論分析做了鋪墊定義式?jīng)Q定式電場(chǎng)強(qiáng)度F/q（點(diǎn)電荷）…電勢(shì)E/q（點(diǎn)電荷）…電容Q/U（平行板電容器）…●上述教材的設(shè)計(jì)有利于知識(shí)的類比：電阻

U/I（金屬導(dǎo)體）

…

在科學(xué)技術(shù)工作中，公式的作用不只是用來計(jì)算，它也用來反映物理量之間的關(guān)系，包括定性的關(guān)系。這兩個(gè)公式在教科書中正是起這樣的作用。影響電容的幾個(gè)因素的不同作用，通過公式可以一目了然。課程標(biāo)準(zhǔn)沒有要求這兩個(gè)公式，教科書也沒有這方面的練習(xí)題，不必讓學(xué)生記憶，也不必利用它們進(jìn)行運(yùn)算。由極板面積S和極板間的距離d計(jì)算平行板電容器電容的兩個(gè)公式和應(yīng)該要求到什么程度？

師生可以自行決定是否學(xué)習(xí)“做一做”和“說一說”欄目中的內(nèi)容。如果跳過去，對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)沒有直接的影響。用傳感器做實(shí)驗(yàn)，這是一個(gè)方向，教科書寫入這些內(nèi)容，表示編者的導(dǎo)向。由于各校和各位老師的情況不同，編者沒有把它們當(dāng)做必學(xué)內(nèi)容。但是，應(yīng)該盡量創(chuàng)造條件做一兩個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)，至少可以在學(xué)生的興趣小組中試做。怎樣處理“做一做”欄目中“用傳感器觀察電容器的充電和放電”這類實(shí)驗(yàn)？

關(guān)于自由電荷在導(dǎo)體中做定向移動(dòng)的原因，過去教學(xué)時(shí)總是說“……導(dǎo)體中有了電場(chǎng)……（于是）自由電荷發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)”，沒有更多的話。這段解釋是正確的，但是實(shí)際教學(xué)中學(xué)生常問：導(dǎo)體中的電場(chǎng)不是為零嗎，怎么又有了電場(chǎng)？當(dāng)然，“導(dǎo)體中電場(chǎng)為零”是有條件的――靜電平衡，不過學(xué)生的印象并不深刻，因?yàn)槲覀儚膩頉]有處理過靜電不平衡的情況。如果稀里糊涂地過去，對(duì)于學(xué)習(xí)恒定電流這個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒有多大妨礙，但卻有悖于“物理要說理”這個(gè)科學(xué)態(tài)度教育的原則。因此，教科書在這里往前走了一小步：有恒定電流存在時(shí)，電源兩極和導(dǎo)體內(nèi)的不同位置有電荷的堆積，使得導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)不是零；但這些電荷的分布是不隨時(shí)間變化的，因而電場(chǎng)也不隨時(shí)間變化，這個(gè)電場(chǎng)（恒定電場(chǎng)）的規(guī)律與靜電場(chǎng)相同。關(guān)于恒定電場(chǎng)，學(xué)生知道這些就足夠了，不必分析導(dǎo)體內(nèi)電荷分布的具體情況，也不必分析電荷分布達(dá)到平衡的過程。讓學(xué)生具體知道哪些問題有待將來解決是有益的，我們的教學(xué)不只為學(xué)生解惑，也要使學(xué)生更多地存疑。為什么要引入“穩(wěn)恒電場(chǎng)”的概念？從功和能的角度學(xué)習(xí)電動(dòng)勢(shì)的概念從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。如果移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W，那么電動(dòng)勢(shì)E表示為E＝W/q可以看出，電動(dòng)勢(shì)也是用比值定義的物理量。

在過去的教學(xué)中我們說：“電源兩極間電壓的大小是由電源本身的性質(zhì)決定的，為了表征電源的這種特性，物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢(shì)的概念”，就這樣把電動(dòng)勢(shì)的概念直接交給了學(xué)生。從學(xué)知識(shí)的角度看，這樣做的確比較簡(jiǎn)潔，但卻不能利用電源這個(gè)素材再一次強(qiáng)化“通過做功研究能量”的思想，而這點(diǎn)正是編者十分看重的，是科學(xué)方法教育的體現(xiàn)。物理課程要使學(xué)生養(yǎng)成理性思維的習(xí)慣（價(jià)值觀的教育），凡是能講理的都要講。這并非是要求學(xué)生能夠重復(fù)教科書的論述，而是讓學(xué)生感受說理的過程。教科書從非靜電力做功出發(fā)學(xué)習(xí)電動(dòng)勢(shì)的概念，體現(xiàn)了“說理”這個(gè)科學(xué)態(tài)度?！敖?jīng)歷科學(xué)過程”的形式是多種多樣的：學(xué)生可以通過討論或?qū)嶒?yàn)認(rèn)識(shí)新的規(guī)律，可以通過閱讀來了解前人的工作過程……跟著教師的思路一環(huán)套一環(huán)地接受新的概念，也是經(jīng)歷科學(xué)過程的一種形式。為什么要從功和能的角度學(xué)習(xí)電動(dòng)勢(shì)的概念？在用圖象研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)各應(yīng)是哪個(gè)物理量？

原則上講，用圖象表示兩個(gè)物理量的函數(shù)關(guān)系時(shí)，橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)各表示哪個(gè)量都可以。至于平時(shí)所說的“伏安特性曲線”，習(xí)慣上用橫坐標(biāo)表示電壓。但是，新教科書中有些變通。書中引入歐姆定律的思路是這樣的：演示實(shí)驗(yàn)→電壓與電流成正比→斜率反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用→定義電阻。這段教學(xué)中，如果按習(xí)慣以電壓為橫坐標(biāo)、電流為縱坐標(biāo)，圖象的斜率是電阻的倒數(shù)，解釋起來麻煩一些。所以，教科書用圖象表示演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)論時(shí)，以電流為橫坐標(biāo)、電壓為縱坐標(biāo)；而在接下來的伏安特性的學(xué)習(xí)中又按習(xí)慣將橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)分別表示電壓、電流。為了讓學(xué)生注意這個(gè)差別，圖2.3-2和2.3-3之間加了一個(gè)旁批做些說明

在用圖象研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)各應(yīng)是哪個(gè)物理量？串聯(lián)和并聯(lián)電路的知識(shí)線索關(guān)于串、并聯(lián)電路的主要知識(shí)線索串、并聯(lián)電路的電壓關(guān)系串、并聯(lián)電路的電阻關(guān)系根據(jù)電勢(shì)差的概念理論分析串、并聯(lián)電路的電流關(guān)系A(chǔ)BCDabcdb1c1d1a1根據(jù)“電荷分布穩(wěn)定”分析得出導(dǎo)線上堆積電荷分布穩(wěn)定導(dǎo)線內(nèi)恒定電場(chǎng)的形成過程電流表和電壓表（及量程改變）建立電流表和電壓表的電路模型AV第三節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電壓表和電流表一個(gè)電壓可讀的大電阻一個(gè)電流可讀的小電阻為什么不從實(shí)驗(yàn)引入串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流、電壓的關(guān)系？

初中物理教科書也涉及串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流、電壓的關(guān)系，那是通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的。這套高中物理教科書以此為基礎(chǔ)上了一個(gè)臺(tái)階：根據(jù)電荷守恒的思想，分別得出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中各點(diǎn)的電流的關(guān)系；又根據(jù)各點(diǎn)電勢(shì)的關(guān)系，分別得出兩種電路中的電壓關(guān)系。教科書這樣做的目的是使學(xué)生體會(huì)到，各個(gè)概念、規(guī)律都靠邏輯關(guān)系聯(lián)系著，物理學(xué)是一個(gè)自恰的體系。編者還考慮到，在初中物理及其他科學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，關(guān)于科學(xué)認(rèn)識(shí)的過程，學(xué)生往往形成一個(gè)圖景，那就是“實(shí)驗(yàn)→科學(xué)規(guī)律、實(shí)驗(yàn)→科學(xué)規(guī)律……”而實(shí)際的圖景比這復(fù)雜得多：人們以事實(shí)為基礎(chǔ)，總是力圖找出盡量少的幾個(gè)基本原理，再從這幾個(gè)基本原理通過邏輯關(guān)系解釋已知的事實(shí)（包括已知的科學(xué)定律）和預(yù)言未知的事實(shí)。不僅科學(xué)研究是這樣，日常生活中也是這樣。所找到的基本原理是否正確，所建立的邏輯網(wǎng)是否合適，則靠其后的事實(shí)來檢驗(yàn)。這就是所謂的公理化體系。編者的這些努力，同樣出于落實(shí)科學(xué)過程教育的考慮。電表的改裝應(yīng)該要求到什么程度？

電表的改裝不應(yīng)該做為一個(gè)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)來處理。編寫教科書時(shí)的著眼點(diǎn)在于通過電表的改裝來復(fù)習(xí)歐姆定律，教學(xué)時(shí)也應(yīng)有這樣的考慮，可以把它做為歐姆定律的應(yīng)用來處理，與習(xí)題課有些相似。第4節(jié)的練習(xí)題3涉及測(cè)電阻時(shí)電壓表的內(nèi)接和外接的問題，是否要求太高？如果把電壓表的內(nèi)接、外接也做為一個(gè)知識(shí)點(diǎn)讓學(xué)生記憶，那么該記的東西就太多了。教科書在這里是把它做為歐姆定律在新情境下的應(yīng)用來處理的。教學(xué)的著眼點(diǎn)應(yīng)該在于基本規(guī)律的練習(xí)，絕對(duì)不要讓學(xué)生記憶××情況下應(yīng)該內(nèi)接、××情況下應(yīng)該外接。高中物理的電學(xué)是否要求掌握混聯(lián)電路？

“混聯(lián)電路”不是一個(gè)規(guī)范的科學(xué)名詞，歷次教學(xué)大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)以及歷年的教科書中都沒有這個(gè)名詞。無論初中還是高中，如果出現(xiàn)多個(gè)電阻而且有的電阻之間相互串聯(lián)、有的電阻之間相互并聯(lián)，我們都要首先在最低層次上考慮兩個(gè)（或多個(gè)）電阻單純的并聯(lián)或單純的串聯(lián)；然后把它們當(dāng)成一個(gè)整體，再考慮與其他電阻的關(guān)系。這時(shí)我們應(yīng)用的仍然是最基本、最單純的串聯(lián)和并聯(lián)的規(guī)律。不存在所謂的混聯(lián)的規(guī)律。為什么要通過能量關(guān)系來引入閉合電路的歐姆定律？

在過去的教學(xué)中，閉合電路的歐姆定律是通過兒童滑梯的比喻引入的，從學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的角度講，這樣引入比較簡(jiǎn)單，學(xué)生容易接受。但閉合電路的歐姆定律是一個(gè)很好的素材，它能夠充分體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性。既然學(xué)生已經(jīng)從做功的角度認(rèn)識(shí)了電動(dòng)勢(shì)的概念，這里仍舊通過功能關(guān)系的分析來建立閉合電路的歐姆定律，就是順理成章的事了。能夠嫻熟地從功和能的角度分析物理過程，對(duì)于解決物理問題，以至對(duì)于應(yīng)考，都是很有好處的。閉合電路歐姆定律的知識(shí)線索《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求：“理解閉合電路歐姆定律”

教科書用理論分析的方法推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律，以利于對(duì)該定律的理解。

推導(dǎo)的核心過程是分析閉合電路以下三處的能量轉(zhuǎn)化外電路：

E外＝I2R

t①

內(nèi)電路：

E內(nèi)＝I2

rt②

電池化學(xué)反應(yīng)層：

W

＝EIt③

這需要一個(gè)清晰、合理、不斷深化的教學(xué)線索電池化學(xué)反應(yīng)層EIt內(nèi)電路

I2

rt外電路I2R

t＝＋第2節(jié)課文●非靜電力移送電荷做的功等于其電勢(shì)能的增加量?！耠妱?dòng)勢(shì)與非靜電力做功的關(guān)系E＝W/q●練習(xí)題：根據(jù)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算非靜電力做功根據(jù)“電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能減??；非靜電力做功，電勢(shì)能增”分析閉合電路各點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系。一個(gè)沿電流方向電勢(shì)高低變化的直觀圖在圖中分清哪是內(nèi)電路、哪是外電路在內(nèi)、外電路電勢(shì)降落處應(yīng)用焦耳定律根據(jù)能量守恒推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律通過路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系理解歐姆定律用斷路和短路兩種極端情況深化對(duì)定律的理解鏈2鏈3本節(jié)課的結(jié)構(gòu)和線索鏈1

電阻定律的教學(xué)是怎樣體現(xiàn)科學(xué)探究精神的？

課程標(biāo)準(zhǔn)要求“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”。教科書提供了兩個(gè)探究方案，一個(gè)是通過實(shí)驗(yàn)分別研究長(zhǎng)度、橫截面積、導(dǎo)體材料三個(gè)因素的影響；另一個(gè)是先通過邏輯分析研究長(zhǎng)度、橫截面積的影響，然后通過實(shí)驗(yàn)研究導(dǎo)體材料的影響。提供不同的實(shí)驗(yàn)方案，這是新教科書從必修開始就做的努力，而第二個(gè)方案中的邏輯分析則表明科學(xué)探究并不等于做實(shí)驗(yàn)。把理論探討和實(shí)驗(yàn)探究結(jié)合起來——關(guān)于決定金屬導(dǎo)體電阻大小的因素的探究a和b：長(zhǎng)度不同探究方案一aVVVVbcda和c：橫截面積不同a和d：材料不同把理論探討和實(shí)驗(yàn)探究結(jié)合起來——關(guān)于決定金屬導(dǎo)體電阻大小的因素的探究1.理論分析導(dǎo)體電阻跟長(zhǎng)度的關(guān)系；探究方案二●一個(gè)導(dǎo)體，可以把它看成是由n段相同長(zhǎng)度、橫截面積的同樣導(dǎo)體串聯(lián)而成的。2.理論分析導(dǎo)體電阻跟橫截面積的關(guān)系；●一個(gè)導(dǎo)體，可以把它看成是由n股相同長(zhǎng)度、橫截面積的同樣導(dǎo)體并聯(lián)而成的。3.實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體電阻跟材料的關(guān)系；●可以取不同長(zhǎng)度、橫截面積、不同材料的導(dǎo)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（探究不同材料比例常數(shù)）為什么歐姆表原理的討論比過去更深入？

對(duì)于歐姆表的原理，教科書的篇幅比過去多一些，但并不要求學(xué)生能夠回答“中值電阻是怎么回事”“表盤刻度為什么不均勻”等等這類問題。這樣做的目的，仍是以一個(gè)實(shí)際問題為藍(lán)本，讓學(xué)生練習(xí)歐姆定律的應(yīng)用，也就是說，教師教的是歐姆表，心里想的卻是歐姆定律。如果學(xué)生記住了歐姆表的結(jié)論，只能用來解決歐姆表的問題，而掌握了歐姆定律，能解的問題卻廣泛得多。通過真實(shí)的問題來學(xué)習(xí)基本的規(guī)律，是這套教科書的一貫思想。

圖中電源的電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻0.5Ω，電流表滿偏電流10mA，電流表電阻7.5Ω，A、B為接線柱。

(1)用導(dǎo)線使A、B短路，此時(shí)，應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少才能使電流表達(dá)到滿偏電流？一個(gè)例題(2)調(diào)至滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接入一個(gè)150Ω的定值電阻R2，電流表指針指著何處？

(3)若A、B間接另一電阻時(shí)電流表讀數(shù)為I，該電阻值R等于多少？GAB導(dǎo)線電阻R2R1Er5mAR＝1.5/I-150把學(xué)生的體驗(yàn)跟物理知識(shí)的構(gòu)建結(jié)合起來

如果電流表10mA刻度標(biāo)為“0Ω”，把5mA刻度標(biāo)為150Ω”，把0mA刻度標(biāo)為“∝Ω”，把其它電流刻度都按R＝1.5/I-150

轉(zhuǎn)換成電阻刻度，它豈不成了一個(gè)能直接測(cè)量電阻的儀器？142Ω——電阻表——關(guān)于電阻表的教學(xué)(2)調(diào)至滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接入一個(gè)150Ω的定值電阻R2，電流表指針指著何處？

(3)若A、B間接另一電阻時(shí)電流表讀數(shù)為I，該電阻值R等于多少？

G5mAR＝1.5/I-150教學(xué)中還可以進(jìn)一步配合真實(shí)的演示實(shí)驗(yàn)，呈現(xiàn)習(xí)題的答案和刻度改裝的過程，把習(xí)題教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、刻度改裝和新課教學(xué)融合在一個(gè)真實(shí)的、視聽同步的過程中。把學(xué)生的體驗(yàn)跟物理知識(shí)的構(gòu)建結(jié)合起來

142Ω

圖中電源的電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻0.5Ω，電流表滿偏電流10mA，電流表電阻7.5Ω，A、B為接線柱。

(1)用導(dǎo)線使A、B短路，此時(shí)，應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少才能使電流表達(dá)到滿偏電流？一個(gè)例題——關(guān)于電阻表的教學(xué)

教科書只有單向傳遞信息的功能，它只能通過文字和圖形把信息提供給讀者，教科書無法收集讀者的信息，更不可能對(duì)讀者的信息在教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)中進(jìn)行反饋。因此，有呼有應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)需要教師在教科書的基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)造。本章“多用電表”一節(jié)，教科書為教師設(shè)計(jì)雙邊活動(dòng)的教學(xué)過程提供了一個(gè)初步的框架。讓學(xué)生在解決問題的探究過程中學(xué)習(xí)新知識(shí)

上圖中，甲、乙、丙分別是電流表、歐姆表和電壓表的示意圖。下圖是一個(gè)單刀多擲開關(guān)，通過操作開關(guān)，接線柱

B

可以接通1，也可以接通2或3?，F(xiàn)在要使

B接通1時(shí)，能像圖甲那樣成為電流表，接通2時(shí)像乙那樣成為電阻表，接通3時(shí)像丙那樣成為電壓表，這就成了一個(gè)簡(jiǎn)單的多用電表。討論一下，這個(gè)多用電表的電路圖是怎樣的？請(qǐng)對(duì)照兩個(gè)圖，把它在下圖基礎(chǔ)上畫出來。思考與討論AA甲乙丙R1R2AAAABBB123AB123ABAA甲乙丙R1R2BAABAABR1R2A6B1AG2345AS

下面是一個(gè)多量程多用電表的電路示意圖，電流、電壓、電阻各有兩個(gè)量程。請(qǐng)談一談：開關(guān)S

調(diào)到哪兩個(gè)位置上多用電表測(cè)量的是電流？調(diào)到哪兩個(gè)位置上測(cè)量的是電壓？調(diào)到哪兩位置上測(cè)量的是電阻？?jī)蓚€(gè)位置中哪個(gè)位置測(cè)量的量程大？在識(shí)別電阻檔和電壓檔電路時(shí)，可以把虛線框內(nèi)的電路當(dāng)成一個(gè)電流表。說一說E1E2第9節(jié)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)是否有些陳舊？有的老師提出，現(xiàn)在的電壓表本身的電阻都很大，電源開路時(shí)用電壓表測(cè)量路端電壓，與電源的電動(dòng)勢(shì)相差無幾，為什么第9節(jié)還要介紹那么陳舊的測(cè)量方法？物理教科書與技術(shù)讀本的任務(wù)并不相同。前者是使學(xué)生學(xué)好物理學(xué)并通過物理學(xué)的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)課程的三維目標(biāo)；而技術(shù)讀本的目的是使讀者掌握一項(xiàng)技術(shù)，物理知識(shí)是為了學(xué)習(xí)技術(shù)而做的準(zhǔn)備，或者是學(xué)習(xí)技術(shù)的副產(chǎn)品。通過第9節(jié)“實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這節(jié)課，學(xué)生可以更靈活地運(yùn)用閉合電路的歐姆定律，可以再一次熟悉用圖象處理數(shù)據(jù)的方法，還可以得到電學(xué)實(shí)驗(yàn)中許多操作技能的的訓(xùn)練。因此，第9節(jié)的目的不只是交給學(xué)生一個(gè)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的方法，它是落實(shí)三維課程目標(biāo)的一個(gè)有機(jī)組成部分。至于用測(cè)量路端電壓的方法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)，在第7節(jié)已用黑體字指出：“斷路時(shí)的路端電壓（在數(shù)值上）等于電源電動(dòng)勢(shì)，我們常根據(jù)這個(gè)道理測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)?！睂?shí)際測(cè)量時(shí)可以根據(jù)需要和器材的具體情況選擇合適的方法?！昂?jiǎn)單的邏輯電路”要求到什么程度？

課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是“通過實(shí)驗(yàn)，觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動(dòng)控制中的應(yīng)用?！睆闹锌梢钥闯觯旱谝?、這里的要求很低；第二、學(xué)習(xí)邏輯電路必須做實(shí)驗(yàn)。課堂上完成教科書中的演示，課后完成“問題與練習(xí)”中的題目，就能達(dá)到教學(xué)的要求。這里的內(nèi)容也是為選修3-2中傳感器的教學(xué)做準(zhǔn)備的。3-2里關(guān)于傳感器的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，多數(shù)都要借助邏輯電路才能完成。實(shí)際上，也只有做過3-2中關(guān)于傳感器的實(shí)驗(yàn)后才能學(xué)好邏輯電路的知識(shí)。教學(xué)應(yīng)把握到什么難度？●邏輯關(guān)系

ABZ結(jié)果結(jié)果條件

“與”邏輯關(guān)系結(jié)果

“或”邏輯關(guān)系結(jié)果條件ABZA“非”邏輯關(guān)系結(jié)果Z條件●真值表

與門

或門非門

●符號(hào)

YYBA1AYB&A≥1第1節(jié)“磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)”是否與初中的內(nèi)容重復(fù)？這里有些內(nèi)容的確與初中相似，例如磁極、磁場(chǎng)、地球的磁性等。但作為研究磁現(xiàn)象的背景，不能沒有這些內(nèi)容。教學(xué)時(shí)第1節(jié)可以一帶而過，甚至可以只讓學(xué)生閱讀。為什么教科書沒有提“磁現(xiàn)象的電本質(zhì)”？“磁現(xiàn)象的電本質(zhì)”這個(gè)說法容易給人一個(gè)不準(zhǔn)確的印象，好像物質(zhì)的電屬性比磁屬性更本質(zhì)一些。實(shí)際上，從微觀的角度看物質(zhì)，粒子的電荷與磁矩都是它們的基本屬性，不能籠統(tǒng)地說哪個(gè)更本質(zhì)。因此，教科書中用“安培分子電流假說”作為這部分內(nèi)容的標(biāo)題。關(guān)于安培力和洛侖茲力，是否要求F=ILBsin

θ和F=qvBsin

θ這兩個(gè)公式？

教科書中的習(xí)題只要求計(jì)算導(dǎo)線方向（或粒子運(yùn)動(dòng)方向）與磁場(chǎng)方向垂直情況下導(dǎo)線（或運(yùn)動(dòng)粒子）所受的力，不要求計(jì)算一般情況下的安培力或洛倫茲力。書中引入了F=ILBsin

θ這個(gè)公式，目的在于介紹一個(gè)方法：把B沿導(dǎo)線方向和垂直于導(dǎo)線的方向分解，分別研究這兩個(gè)分量的作用。這里實(shí)際上承襲了力學(xué)中已經(jīng)應(yīng)用多次的方法（有人把它叫做正交分解法）。這也是教科書重視科學(xué)方法教育的一個(gè)體現(xiàn)。關(guān)于洛倫茲力也是按照同樣方法處理的，這在該節(jié)的“思考與討論”中已經(jīng)體現(xiàn)。附帶說一下，教科書在涉及安培力時(shí)避免使用“電流方向”這樣的用語，用的是“導(dǎo)線的方向”。原因在于電流不是矢量，平時(shí)所說的“電流方向”，與矢量在空間取向的意義并不相同。

介紹科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷史的目的：重視物理學(xué)史的學(xué)習(xí)

●認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)●欣賞科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的智慧●體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的價(jià)值●學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的精神奧斯特實(shí)驗(yàn)背景基本要求：實(shí)驗(yàn)——基本要求和多種方法相結(jié)合

△實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律，測(cè)出電路中除電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻以外有關(guān)物理量，利用圖象或計(jì)算，求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻?！鲾?shù)據(jù)處理：用圖象分析時(shí)，什么表示電動(dòng)勢(shì)？什么表示內(nèi)阻？怎樣減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差？多種方法：通過外電路U、I、R關(guān)系的變換，閉合電路歐姆定律可以寫成多種方式。因此，通過測(cè)量U和I、或者U和R、或者I和R都可以求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)方法的多樣性可以拓展學(xué)生的思路，可以避免死記實(shí)驗(yàn)步驟，有利于靈活把握實(shí)驗(yàn)原理，也有利于因地制宜選擇實(shí)驗(yàn)器材?！駥?shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)——基本要求和多種方法相結(jié)合

●實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻統(tǒng)一、基本的實(shí)驗(yàn)要求和靈活、多樣的實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合，這是人教版高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)教科書對(duì)待物理實(shí)驗(yàn)（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）的基本原則。事實(shí)上并不是法拉第直接測(cè)量了磁場(chǎng)和時(shí)間，于是發(fā)現(xiàn)了“感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁通量變化率”這個(gè)規(guī)律。物理學(xué)上多數(shù)定律的得出往往是在分析了很多間接的實(shí)驗(yàn)事實(shí)后而被“悟”出來的，并不是直接歸納的結(jié)果。編者力圖體現(xiàn)人類認(rèn)識(shí)事物的這一真實(shí)圖景，所以在教科書中說：“在法拉第、紐曼、韋伯等人工作的基礎(chǔ)上，人們認(rèn)識(shí)到：……感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)……成正比”。這個(gè)定律的正確性是由它的推論的正確性來證實(shí)的。在當(dāng)今的教學(xué)中，如果想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，力圖通過磁場(chǎng)的直接測(cè)量來得到（或驗(yàn)證）電磁感應(yīng)定律，這樣做也未嘗不可，但無助于向?qū)W生展示人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的真實(shí)圖景。是否需要通過演示實(shí)驗(yàn)引入法拉第電磁感應(yīng)定律？反電動(dòng)勢(shì)的概念是從“思考與討論”引入的，教學(xué)思路如下，所用的知識(shí)在括號(hào)中標(biāo)出。

電源產(chǎn)生的電流使電動(dòng)機(jī)的線圈受力而運(yùn)動(dòng)（安培力的方向）↓線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件）↓感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使得線圈中的電流減?。ㄓ沂侄▌t）↓推動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力變?。ò才嗔Φ拇笮。@里的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱做反電動(dòng)勢(shì)

可以看到，以上“思考與討論”中用到的知識(shí)都是本章最基本的知識(shí)，誰都不會(huì)否認(rèn)熟練掌握這些知識(shí)的必要性。因此，完全可以把反電動(dòng)勢(shì)當(dāng)作復(fù)習(xí)、應(yīng)用這些知識(shí)的一個(gè)習(xí)題來處理。安排反電動(dòng)勢(shì)這樣一個(gè)小節(jié)，編者的目的除了更緊密地聯(lián)系實(shí)際之外，主要是落實(shí)這樣的思想：通過有實(shí)際意義的物理情境來學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)。顯而易見，既然反電動(dòng)勢(shì)在本書中是基本知識(shí)的應(yīng)用，也就沒有必要再行擴(kuò)展了，也就是不應(yīng)該再以反電動(dòng)勢(shì)的知識(shí)為基礎(chǔ)來提出其他問題了。

關(guān)于反電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)容是否超出了課程標(biāo)準(zhǔn)的要求？教科書對(duì)電動(dòng)勢(shì)的概念做了較為深入的分析，目的是加強(qiáng)“通過做功研究能量”這個(gè)思想。本章關(guān)于感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的討論是這一思想的沿續(xù)。學(xué)習(xí)這一節(jié)時(shí)，著眼點(diǎn)應(yīng)該放在感生電場(chǎng)和洛倫茲力這兩點(diǎn)上；前者是為學(xué)習(xí)電磁波做準(zhǔn)備，后者可以看做對(duì)前面知識(shí)的復(fù)習(xí)?？桃鈪^(qū)分兩種電動(dòng)勢(shì)在中學(xué)物理教學(xué)中沒有重要的意義，不要在這上面做文章。本書出版后出現(xiàn)了一些這方面的練習(xí)題，其實(shí)沒有必要。為了避免對(duì)于編寫思想的誤解，2007年秋季再版的書中，修改了這節(jié)的標(biāo)題，感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)這兩個(gè)名詞也不再使用黑體字，但節(jié)中的內(nèi)容沒有重要變化。為什么要引入感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)兩個(gè)概念？

應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向楞次定律右手螺旋定則明確研究的對(duì)象是哪一個(gè)閉合電路該電路磁通量如何變化該電路磁場(chǎng)的方向如何感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向磁鐵磁場(chǎng)方向N

極向下插入時(shí)S

極向下插入時(shí)關(guān)于楞次定律的探究NS當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)，線圈中的磁通量增大，當(dāng)磁鐵抽出線圈時(shí)，線圈中的磁通量減小。下面探究磁通量增大和減小時(shí)線圈中感應(yīng)電流方向的特點(diǎn)。線圈磁通量增大的情況：線圈磁通量減小時(shí)情況：感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向磁鐵磁場(chǎng)方向N極在下抽出時(shí)S