“電場” 復(fù)習(xí)專題課的教學(xué)設(shè)計[文檔資料]

“ 電場 ” 復(fù)習(xí)專題課的教學(xué)設(shè)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(diǎn)，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(xué)的開端，這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以為本章后面學(xué)習(xí)恒定電流、磁場、電磁感應(yīng)以及后繼模塊中的電磁波的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ) . 學(xué)生在初中物理學(xué)習(xí)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(zhì) .當(dāng)學(xué)生在經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上猛 地接觸電場，總感不適應(yīng)，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(xué)、能量的特性有機(jī)地聯(lián)系起來，這是學(xué)生認(rèn)識水平的需要，也是教師在教學(xué)中不可回避的問題 . 1 建構(gòu)模型，提出問題 (1)如圖 1 所示，圖中虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子 M、 N 質(zhì)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(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場中運(yùn)動的軌跡分別如圖中兩條實線所示 .點(diǎn) a、 b、c 為實線與虛線的交點(diǎn)，已知 O 點(diǎn)電勢高于 c 點(diǎn) .若不計重力，則 A.M 帶負(fù)電 荷， N 帶正電荷 B.N 在 a 點(diǎn)的速度與 M 在 c 點(diǎn)的速度大小相同 C.N 在從 O 點(diǎn)運(yùn)動至 a 點(diǎn)的過程中克服電場力做功 D.M 在從 O 點(diǎn)運(yùn)動至 b 點(diǎn)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(yùn)行軌跡判斷受力的方向？ 教師引導(dǎo)學(xué)生從曲線運(yùn)動中合力方向總偏向于軌跡內(nèi)部的特點(diǎn)以及等勢面與電場線相互垂直的關(guān)系，概括出 a、b、 c 三點(diǎn)的受力方向 .(如圖 1， a 點(diǎn)豎直向上， b、 c 兩點(diǎn)的受力豎直向下 ) (2)引導(dǎo)學(xué)生回答： a、 b、 c 三點(diǎn)的速度如何？分別與該點(diǎn)受 力的夾角是什么？ 要求學(xué)生討論：在 M、 N 的運(yùn)行軌跡中，電場力做什么功？速度如何變化？ 學(xué)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(diǎn)粒子在電場中運(yùn)行時，由于受到電場力的作用，所以分析運(yùn)行軌跡的特點(diǎn)，即可得到受力的特性，然后再結(jié)合受力與速度之間夾角的特性，使電場問題變成學(xué)生容易接受的力學(xué)試題 . 設(shè)計意圖探究始于問題，作為復(fù)習(xí)課，學(xué)生已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，選擇典 型的問題作為切入后，構(gòu)建模型，通過解決問題的過程復(fù)習(xí)所學(xué)知識點(diǎn)，將學(xué)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(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的做法，避免干巴巴的重復(fù)，又能使學(xué)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(xué)生的能力 . 2 舉一反三，總結(jié)規(guī)律 2.1 教師對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式引導(dǎo) 通過上述試題，學(xué)生能夠解決在勻強(qiáng)電場中帶電粒子的運(yùn)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(qiáng)電場中帶點(diǎn)粒子運(yùn)行的問題 . 如圖 2 所示，圖中實線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)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(yùn)動軌跡， a、 b 是軌跡上的兩點(diǎn)，若帶電粒子在運(yùn)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(fù) B.帶電粒子在 a、 b 兩點(diǎn)的受力方向 C.帶電粒子在 a、 b 兩點(diǎn)的速度何處較大 D.帶電粒子在 a、 b 兩點(diǎn)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(shè)的基礎(chǔ)上，得出速度變化的特性 . 2.2 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解題的思維 (1)物體受力在軌跡的內(nèi)側(cè)，與該定點(diǎn)電場線的切向方向相同或與該點(diǎn)等勢面的方向垂直 . (2)速度取該點(diǎn)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(fù)功，從而得出速度的變化、電勢能的變化特性 . 在以上分析結(jié)論的過程中啟發(fā)我們基本思維： (1)認(rèn)清軌跡 ；(2)判斷受力 ；(3)明確運(yùn)動 . 設(shè)計意圖學(xué)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(diǎn)有機(jī)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(shè)一類問題的情景，讓學(xué)生在解決一類問題中比較、分析，求同存異，幫助學(xué)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(qiáng)的問題上面，為后期解決復(fù)合場的問題奠定基礎(chǔ)，明確方向 . 3 層層深入，拓寬思維 師：當(dāng)帶點(diǎn)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(jié)的規(guī)律還有存在的價值嗎？ 如圖 3 所示，一帶電量為 +q、質(zhì)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(diǎn)水平距離為 s處有根管口比小球大的豎直細(xì)管，細(xì)管的上口距地面高為 h，為了使小球能無碰撞地落進(jìn)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(qiáng)電場，求： (1)應(yīng)加電場的場強(qiáng)； (2)小球落地時的動能 . 教師引導(dǎo)學(xué)生按照以上總結(jié)的規(guī)律思考問題，解決問題 . (1)認(rèn)清軌跡，判斷受力，明確運(yùn)動 根據(jù)物體的運(yùn)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(yùn)動 . (2)曲線運(yùn)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(shè)到達(dá)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(dǎo)學(xué)生總結(jié)：即使是復(fù)合場，只要能認(rèn)真按照上述總結(jié)的規(guī)律做題，問題也迎刃而解 . (3)層層遞進(jìn)，加深影響 在上述試題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模型轉(zhuǎn)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(fù)合場的問題，只要學(xué)生能認(rèn)清軌跡，判斷出受力，明確了運(yùn)行的特點(diǎn)，它其實就變成一道地道的力學(xué)試題，只是其中的一個力是電場力而已 . 設(shè)計思維在分情形討論問題之后進(jìn)行思維的整合，能夠提高學(xué)生對電場綜合問題的認(rèn)識水平，學(xué)生將學(xué)會用最簡單，快捷的方式解決問題 . 自然科學(xué)有它的規(guī)律，正因如此，所以解決自然科學(xué)中的問題也有它的規(guī)律，幫助學(xué)生找