電勢概念教學的新嘗試[文檔資料]

電勢概念教學的新嘗試 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)內容主要從力的角度出發(fā)來研究電場，對許多學生來說，靜電力已經比較抽象，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)，首先引導學生認識靜電力做功與路徑 無關；接著將其與重力對物體做功與路徑無關進行類比建立了電勢能的概念 .而對于電勢概念的學習，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知識進行類比呢？原因在于學習重力勢能時沒有學習與電勢對應的物理量 . 筆者在多年的教學實踐中發(fā)現(xiàn)，學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？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，即對應于電勢的 “ 重力勢 ” 就是高度 h. 精彩的問題就產生了，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 .我問學生：誰能告訴我，這個黑板刷有多高？ 學生一下子來了精神，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 .隨后我叫了一位學生， “ 你能告訴老師，同學們的答案為什么不一樣呢？ ” 學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 .我們在前面的學習中已經知道，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 .” 學生回答 . “ 很好，這是測量高度的一種方法， ” 我肯定了學生的回答， “ 那么我們能不能用已經學過的物理量來定義這個概念呢？ ” 我給了學生一些提示：從重力勢能的角度來思考 . 接著我與學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學習了許多，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 . 講到這里，我覺得關于電勢的概念已經浮出水面了 .我沒有再對電勢再進行詳細的分析，我要求學生自己看書 .在看書前，我只告訴學生一點，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 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，根據公式 =Ep/q ，電勢 是降低的 .這樣的推導從邏輯上來說是無懈可擊的 .但電勢能到底是什么？學生剛剛學習了這個概念，理解上還有許多困難 .現(xiàn)在用一個學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 .我問學生，這兩個點哪個高？ 學生一下子樂了 .是呀，這么簡單的問題，明顯 A 比 B來得高 .幾個比較淘氣的學生嗓子特別大 .我請其中的一位學生站了起來，問，你憑什么說 A 比 B 高？ 學生 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 . 我讓學生思考片刻，片刻后，我叫了一個物理基礎比較好的學生站了起來，你能給大家說說，空間中兩點的位置高低到底如何去判斷？ 在我的引導下，學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：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 (等高線學生在高一地理中已經比較熟悉了 )，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，反而使問題更加復雜了 .其實不然，第一，高度這是一個學生有許多感性認識的概念，學生缺乏 的只是理論上的分析 .我們作上述的探討只會增加學生對物理問題思考的熱情，并沒有增加教學難度 .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，學生在學習新的知識時，需要有更多的同類事例來支持，同類事例越多