電場強(qiáng)度教學(xué)淺析

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中職物理下冊第三章其次節(jié)“電場強(qiáng)度”是中職學(xué)生初次接觸電磁學(xué)片面，也是電磁學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在電場強(qiáng)度的學(xué)習(xí)中涉及三個根本公式：E=F/q，E=kQ/r2，E=U/d。在教學(xué)中察覺，學(xué)生輕易將三個公式混淆，更加是在對第一個公式理解時，輕易從數(shù)學(xué)的角度錯誤地認(rèn)為“E與F成正比，與q成反比”。這說領(lǐng)略學(xué)生并沒有能夠真正理解電場強(qiáng)度的概念，更談不上生動運(yùn)用了。

電場強(qiáng)度是中職學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁學(xué)時遇到的第一個用比值法定義的物理量。這是比較值法定義形成正確熟悉的良好機(jī)遇。假設(shè)不能在教學(xué)中讓學(xué)生參與體驗(yàn)學(xué)識形成的過程，學(xué)生對三個公式就只能有短淺的甚至錯誤的熟悉，在運(yùn)用時自然會展現(xiàn)張冠李戴的現(xiàn)象。最終不僅這一概念得不到掌管，還必將影響電勢、電動勢、電容、磁感應(yīng)強(qiáng)度等類似概念的學(xué)習(xí)。

針對電場的特殊形態(tài)，結(jié)合中職一年級學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和思維才能，提防學(xué)生在學(xué)識形成過程中的體驗(yàn)，根據(jù)當(dāng)前對教學(xué)提出的新的要求，現(xiàn)就本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程作一簡樸分析。

一、電場強(qiáng)度的定義

電場強(qiáng)度作為一個物理概念，在學(xué)習(xí)時只有從感性熟悉入手，根據(jù)實(shí)際的物理現(xiàn)象及其特性分析，才能形成正確的概念。教學(xué)中概括可通過以下兩個過程來逐步實(shí)現(xiàn)：

1.感知電場強(qiáng)度的矢量性

學(xué)生根據(jù)電荷間的相互作用不需接觸，知道其作用力是一種非接觸力，很輕易采納“電荷間通過特殊物質(zhì)——電場發(fā)生作用，電荷周邊存在電場”這一學(xué)識。在此根基上通過一電荷q在Q周邊的電場中移動，讓學(xué)生察覺q受力大小、方向各不一致。引導(dǎo)學(xué)生分析理由，得出Q周邊各點(diǎn)電場強(qiáng)弱和方向均不同，熟悉到電場強(qiáng)度有大小，有方向，是矢量。

2.找出電場力與電量的比值特點(diǎn)

這是電場強(qiáng)度概念形成的關(guān)鍵所在，假設(shè)在電場中某點(diǎn)放一電荷q，受電場力為F，引導(dǎo)學(xué)生分析2個一致的q受力為2個F，即2q的電荷受力為2F，同樣的道理3q的電荷受力為3F……學(xué)生填寫下表，對數(shù)據(jù)舉行分析。最終得到電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力與電量的比值為定值的結(jié)論。

通過不同電荷在電場中某點(diǎn)受電場力不同，而其比值為確定值的體驗(yàn)，學(xué)生輕而易舉地熟悉到定義式E=F/q中，E與q無關(guān)，E的大小和方向已經(jīng)確定，q只是用來檢驗(yàn)而不是抉擇或變更E的大小和方向的，這是檢驗(yàn)一切電場的電場強(qiáng)度都適用的方法。至于電場方向的學(xué)習(xí)，學(xué)生自然會想到電場力的方向。但通過分析學(xué)生會察覺正、負(fù)電荷在同一點(diǎn)受力方向截然相反，而某點(diǎn)電場方向只有一個，此時規(guī)定以正電荷在該點(diǎn)受電場力方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向，學(xué)生順理成章地弄清電場方向由電場抉擇，與檢驗(yàn)電荷無關(guān)。

經(jīng)過以上兩個步驟的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，學(xué)生對電場強(qiáng)度的定義會有一個正確的理解，這樣也就不會簡樸地從數(shù)學(xué)的角度得出“E與F成正比，與q成反比”的錯誤關(guān)系了。

二、點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度

在對電場強(qiáng)度的概念有了一個較深入的理解后，創(chuàng)設(shè)一個Q產(chǎn)生的電場，讓學(xué)生在感知Q周邊存在電場的同時斟酌Q周邊各點(diǎn)電場強(qiáng)弱及方向的特點(diǎn)。學(xué)生通過已經(jīng)掌管的學(xué)識可以分析出離Q越遠(yuǎn)，電場越弱。在此根基上引導(dǎo)學(xué)生引入一檢驗(yàn)電荷q，通過庫侖定律F=k/r2和電場強(qiáng)度定義式E=F/q來推導(dǎo)點(diǎn)電荷周邊某點(diǎn)電場強(qiáng)度大小為E=kQ/r2。至于其結(jié)果與q無關(guān)，學(xué)生自然熟悉到Q是產(chǎn)生電場的真正理由，而q只是用來檢驗(yàn)Q周邊各點(diǎn)電場強(qiáng)度的。根據(jù)電場強(qiáng)度方向的規(guī)定，學(xué)生較易得到正、負(fù)點(diǎn)電荷周邊某點(diǎn)電場的方向：背離正電荷，指向負(fù)電荷。學(xué)生弄清了公式表示的意義，自然知道只有在點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中才能運(yùn)用此公式。

三、勻強(qiáng)電場中E、U的關(guān)系

電荷在勻強(qiáng)電場中由A移動到B，可推導(dǎo)出與電場強(qiáng)度相關(guān)的另一公式：E=U/d。在勻強(qiáng)電場中，由于電場力為恒力F=qE，學(xué)生通過計(jì)算得出電場力做功W=FScosα=qEd，其中α為力與位移的夾角，d為電場方向的位移。根據(jù)功能關(guān)系WAB=EvA-EvB，所以WAB=q（vA—vB）=qUAB，自然得出E=U/d的關(guān)系。

由于學(xué)生參與了勻強(qiáng)電場中電場力做功的計(jì)算，對公式適用條件——勻強(qiáng)電場不難理解，對公式E=U/d中d的含義也較領(lǐng)會。

電場強(qiáng)度是用比值法定義的概念之一，假設(shè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中疏忽了對過程的體驗(yàn)而去死記硬背公式，往往輕易簡樸地理解為數(shù)學(xué)公式的關(guān)系，并不能對概念真正理解，也不成能比較值法定義有深入的理解。這是在學(xué)習(xí)用比值法定義的概念時經(jīng)常輕易展現(xiàn)的誤區(qū)。只有在定義的形成過程中讓學(xué)生真正參與進(jìn)來，切實(shí)表達(dá)學(xué)生主體作用，才能真正把握住比值法定義的內(nèi)涵。在其他諸如電阻、電勢、電動勢、磁感應(yīng)強(qiáng)度等同一類概念的學(xué)習(xí)中也必將輕車熟路，不至于在遇到R=U/I或C=Q/U時展現(xiàn)類似的錯誤。

總之，在學(xué)識的學(xué)習(xí)過程中，通過學(xué)識載體的傳授，