谈类比法在电场相关概念教学中应用.doc

谈类比法在电场相关概念教学中应用摘要：在电场相关概念教学中运用类比的方法，可以使抽象、难懂的知识内容，变得不再陌生、抽象，从而激发学生的学习信心及兴致，促进学生对新知识的消化、吸收。 关键词：类比法；电场；教学 在学习职业中专《物理》下册第一章电场时，学生对电场、电场强度、电势差、电势等基本概念感到既抽象又难懂。这是因为，一是职业学校的学生基础素质较差，二是课本内容的系统性、逻辑性较强，如果照搬课本讲述，内容较复杂、抽象、理论性太强，不利于学生的理解和掌握。而在教学中，运用类比的方法，可把相似的、相关的或看起来“毫不相关”的事物联系起来，使抽象、难懂的知识内容，变得不再陌生、抽象，从而在学生的原有认知结构中，获得新知识的影子。接下来再将熟知的内容与新知识联系起来讲解，既能激发学生的学习的信心及兴致，又能促进新知识的消化、吸收，收到较好的教学效果。 一、电场与马拉车的缆绳相比较，通俗地理解电场概念 力是物体与物体之间的作用，发生作用的两个物体通常是直接接触的。如手推讲桌，手对讲桌施加一个作用力，且手与讲桌直接接触。两个电荷之间也存在着相互作用力，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，且电荷之间不需直接接触。那么它们之间是通过什么发生作用的呢？原来，它们之间需要借助一种媒介物来发生，这一点就同农村中的马拉车一个样。马拉车时马对车施加了作用力，马与车之间并没有直接相触，马拉车的作用力是通过套在马上的缆绳施加给车的。同样的道理，在电荷的周围存在着一种特殊的物质叫做电场，电荷与电荷之间的作用力就是借助电场发生的。这样将电场由缆绳类比，使看不见、摸不着的抽象的电场变得具体、鲜活起来，加深了学生对电场概念的理解。 二、与描述匀速直线运动的速度类比来理解电场强度 电场强度是描述电场中各点力的性质的物理量，是本章的一个重点，又是一个难点。在讲解这个概念时，首先复习匀速直线运动的速度。速度是用来描述物体运动快慢的物理量。做匀速直线运动的不同物体在相同时间内，物体通过的位移大，则运动快，否则通过的位移小，则运动慢。而对同一物体做匀速直线运动时，通过位移与通过这段位移所用时间的比值不变，即速度不变，可见比值大小能反映物体做匀速直线运动的快慢。而电场强度与此相似，不同的电场或同一电场的不同地方，电荷受到的电场力大小不同，在电场中的某个地方，同一电荷受到的电场力大，则此处电场强，否则那里电场就弱。由于电荷有正负之分，且电荷在电场中所受电场力的大小还与电荷所带的电荷量有关，故我们首先假设有一个带有很小正电荷量的电荷q作为检验电荷，将其先后放在Q点电荷所形成的电场中的A点或B点，检验电荷q在A、B两点所受的电场力FA、FB的大小和方向都不相同，由前边所学电场的库仑定律知识可知，A点与Q距离近，B点与Q距离远，则A点场强大于B点场强，因而q在A、B两点受力FA大于FB，将放在A、B两点的检验电荷的电荷量增大到2q时，实验发现它在A、B两点的电场力分别为2FA和2FB，当电荷量增大到3q时，A、B两点的电场力就变为3FA、3FB。大量实验发现，不论电荷量如何变化对电场中同一位置，电荷所受电场力与电荷量的比值不变，即对A点：FA/q=2FA/2q=3FA/3q，B点：FB/q=2FB/2q=3FB/3q，并且电场中不同位置比值不同。由于FAFB则FA/qFB/q，则比值的大小与电荷量无关，只取决于电场本身，反映了电场的性质，因此这个比值可以表示电场强弱，比值大电场强，比值小电场弱，这个比值就叫做电场强度.理解电场强度就为以后学习带电粒子在电场中的偏转、静电屏蔽等知识打下理论基础。 三、电势能、电势差、电势与重力势能、高度差、高度类比 众所周知，在地球附近的物体时刻都受重力作用，这一点同电荷在电场中要受到电场力作用相似。此时我们可认为物体处在地球的重力场中，由于物体在重力场中具有与其位置相关的重力势能，当物体从高处下落到低处时，重力做正功，重力势能减少，当物体由低处上升到高处时，重力做负功，重力势能增加。相应的由电场的基本性质：电荷在电场中要受到电场力，因而也具有与其位置有关的势能，这种势能叫做电势能。当电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少，若电场力对电荷做负功，则电势能增加。这样由重力势能做类比，学生也较易理解电势能这个概念了。 当物体在重力场中位置发生变化从高H2到达低处H1时，则重力做的功等于重力势能的变化量。这个比值可表明重力做功不仅与物质的Mg有关还与这两个位置有关，而这个比值就是这两个位置的高度差。同样道理，电荷在电场中两点间移动时，电场力做的功与电荷量有关，还与这两点的位置有关。对于确定的两点，则电场力做的功与电荷量的比值是不变的。对于不同的两点则比值不同。显然这个比值就揭示了电场力对电荷做功与这两