電勢概念教學(xué)的新嘗試[文檔資料]

電勢概念教學(xué)的新嘗試 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 電勢能和電勢是靜電場中非常重要的一節(jié)概念課 .此前的幾節(jié)內(nèi)容主要從力的角度出發(fā)來研究電場，對許多學(xué)生來說，靜電力已經(jīng)比較抽象，而從這節(jié)開始，將從能量的角度來研究電場，這將更加抽象 .因此，建立電勢能和電勢的概念將是一個比較困難的過程 . 這節(jié)課是利用物理思維方法較多的一堂課，尤其是用類比的方法達到對新知識的探究 .教材從電場對試探電荷做功的角度出發(fā)，首先引導(dǎo)學(xué)生認識靜電力做功與路徑 無關(guān)；接著將其與重力對物體做功與路徑無關(guān)進行類比建立了電勢能的概念 .而對于電勢概念的學(xué)習(xí)，教科書通過類比電場強度的定義來定義電勢，為什么不繼續(xù)與重力勢能中的相關(guān)知識進行類比呢？原因在于學(xué)習(xí)重力勢能時沒有學(xué)習(xí)與電勢對應(yīng)的物理量 . 筆者在多年的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在接受電勢能的概念時還是比較自然的，但對于電勢的理解卻一直不能很到位 .作為物理老師的我，在講解電勢的過程中也覺得比較憋悶 .能不能找到一種更好的方法來進行教學(xué)？筆者對此作了新的嘗試 . 能不能在重力勢能中找到一個 “ 重力勢 ” 的物理量？如果 有，那么它的表達形式又是怎么樣的？這是我第一個思考的問題 .思考的結(jié)果很有意思，這個物理量居然就是我們非常熟悉的高度 h.我們最終知道電勢的表達式是 =Ep/q ，那么把 “ 重力勢 ” 寫成這樣的形式就應(yīng)該是 Ep/G， G 為物體的重力， Ep 為物體的重力勢能 .又因為重力勢能 Ep=Gh，所以Ep/G=h，即對應(yīng)于電勢的 “ 重力勢 ” 就是高度 h. 精彩的問題就產(chǎn)生了，生活中大家都覺得比較熟悉的高度到底是什么？它又具有那些特性？這是我思考的第二個問題 . 如下是我分析這個問題的部分課堂實錄 . 我隨手在講 臺上拿了個黑板刷，把它舉高到離講臺約一米的地方 .我問學(xué)生：誰能告訴我，這個黑板刷有多高？ 學(xué)生一下子來了精神，有的說一米，有的說兩米 . “ 有這么大的差別嗎？ ” 我神態(tài)夸張地問 .隨后我叫了一位學(xué)生， “ 你能告訴老師，同學(xué)們的答案為什么不一樣呢？ ” 學(xué)生稍微整理了一下自己的思路后回答： “ 因為他們選擇了不同的參考平面，有些選了講臺，有些選了教室的地面 .” “ 那么說明，當(dāng)我們說一個物體所處的位置有多高時是有前提條件的，那就是必須要選擇參考平面 .我們在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)知道，如果沒有 特殊說明，一般選地面高度為零 .” 我繼續(xù)提問， “ 現(xiàn)在，我們就以桌面為參考平面，那么同學(xué)們能告訴我，這個黑板刷到底有多高？ ” “ 那要用刻度尺來測量一下 .” 學(xué)生回答 . “ 很好，這是測量高度的一種方法， ” 我肯定了學(xué)生的回答， “ 那么我們能不能用已經(jīng)學(xué)過的物理量來定義這個概念呢？ ” 我給了學(xué)生一些提示：從重力勢能的角度來思考 . 接著我與學(xué)生一起分析了重力勢能的表達式 Ep=Gh，這樣就得到了高度的表達式 h=Ep/G.“ 從表達式上看，高度應(yīng)該是重力勢能與重力的比值 .比值法定義物理量我們前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了許多，現(xiàn)在我想問大家的是，高度與重力勢能和重力有沒有關(guān)系？ ” 我把黑板刷從講臺上方拿去， “ 這個位置的高度會不會隨著黑板刷的存在與否而發(fā)生變化？ ” 學(xué)生一下子明白了高度只是由空間位置所決定，與重力勢能和重力無關(guān) . 講到這里，我覺得關(guān)于電勢的概念已經(jīng)浮出水面了 .我沒有再對電勢再進行詳細的分析，我要求學(xué)生自己看書 .在看書前，我只告訴學(xué)生一點，其實電也有 “ 高度 ” 的，電的高度我們就叫做電勢 . 我思考的第三個問題是，如何比較空間中兩點的高度？課本中給出 “ 沿著電場線方向電勢逐漸降低 ”. 依據(jù) 是假如正的試探電荷沿著電場線移動，電場力做正功，電勢能 Ep減少，根據(jù)公式 =Ep/q ，電勢 是降低的 .這樣的推導(dǎo)從邏輯上來說是無懈可擊的 .但電勢能到底是什么？學(xué)生剛剛學(xué)習(xí)了這個概念，理解上還有許多困難 .現(xiàn)在用一個學(xué)生尚沒弄清的物理量來探討另一個物理量，難度過大 . 我在黑板上畫了兩個點 A 和 B.其中 A 點比 B 點高 .我問學(xué)生，這兩個點哪個高？ 學(xué)生一下子樂了 .是呀，這么簡單的問題，明顯 A 比 B來得高 .幾個比較淘氣的學(xué)生嗓子特別大 .我請其中的一位學(xué)生站了起來，問，你憑什么說 A 比 B 高？ 學(xué)生 嘀咕了一句：這有什么好回答的，明擺著的 . 我笑了笑，隨后我在這兩點下方畫了一個圓，讓 A 點離圓更近些 .我說，如果這是一個地球，你說，到底哪點高？ 學(xué)生一下子愣住了，同時他們對這個簡單的問題表現(xiàn)出了極大的興趣 . 我讓學(xué)生思考片刻，片刻后，我叫了一個物理基礎(chǔ)比較好的學(xué)生站了起來，你能給大家說說，空間中兩點的位置高低到底如何去判斷？ 在我的引導(dǎo)下，學(xué)生理出了判斷空間位置 (只限于地球表面附近 )高低的一些基本依據(jù)：把這些點與地球球心連接起來，并把他們叫做 “ 引力線 ” ，順著引力線的方 向高度在下降 .如果兩個點不在同一條引力線上，那么先畫出等高線 (等高線學(xué)生在高一地理中已經(jīng)比較熟悉了 )，然后再進行比較 . 電勢的高低判斷也如此，只不過引力線改成了電場線，等勢面的概念與等高線也類似 .同學(xué)們自己看書 . 對于電勢的概念做這樣處理后，我感覺講解起來比較順心，而且課堂氣氛也比較活躍 .從課后的作業(yè)反饋來看，學(xué)生掌握得也不錯 . 有人說，這么處理，又引入了一個新的概念 引力場，并定義了引力線，反而使問題更加復(fù)雜了 .其實不然，第一，高度這是一個學(xué)生有許多感性認識的概念，學(xué)生缺乏 的只是理論上的分析 .我們作上述的探討只會增加學(xué)生對物理問題思考的熱情，并沒有增加教學(xué)難度 .第二，自然界是和諧而完美的，許多事物規(guī)律有相似的地方，學(xué)生在學(xué)習(xí)新的知識時，需要有更多的同類事例來支持，同類事例越多