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透過幾道高考題談《靜電場》的有效復(fù)習(xí)教學(xué)

文章來源:本站原創(chuàng) 發(fā)布時(shí)間:2011年03月04日 點(diǎn)擊數(shù):

 

有效教學(xué),是指教師遵循教學(xué)活動(dòng)的客觀規(guī)律,通過一段時(shí)間的教學(xué)活動(dòng)之后,使學(xué)生能以盡量少的時(shí)間、精力和物力投入,取得盡可能多的學(xué)習(xí)效果的過程。有效教學(xué)的過程是學(xué)生和老師不斷的感受成功,收獲成功的過程。高中物理《靜電場》概念比較抽象,不能用感官直接感受,學(xué)生當(dāng)初在學(xué)習(xí)的時(shí)候由于抽象思維能力和空間想象能力的局限,好多概念一直處于比較“混沌”的狀態(tài),方法、模型一直未能清晰,那么如何在高三一輪復(fù)習(xí)的時(shí)候“有效”的幫助學(xué)生克服上述弱點(diǎn)呢?下面結(jié)合近幾年的高考題談?wù)勎业捏w會(huì)。

一、重視課本典型插圖,透析電場規(guī)律:

10年江蘇卷第5題)例1.空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場,其電場強(qiáng)度Ex變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是

AO點(diǎn)的電勢最低            Bx2點(diǎn)的電勢最高

Cx1-x1兩點(diǎn)的電勢相等      Dx1x3兩點(diǎn)的電勢相等

【答案】C

【解析】沿x軸對(duì)稱分布的電場,由題圖可得其電場線以O點(diǎn)為中心指向正、負(fù)方向,均先增大后減小,具有典型的對(duì)稱性,而等量同種電荷中垂線上的電場分布就具有這種特征,由于沿電場線電勢降落,所以O點(diǎn)電勢最高,故A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤。由對(duì)稱性可知C正確;

導(dǎo)向】 庫侖定律是靜電場的基本定律, 由庫侖定律出發(fā)建立點(diǎn)電荷電場模型, 進(jìn)而根據(jù)電場的疊加原理分析討論清楚課本上等量異種電荷和等量同種電荷的電場的空間分布規(guī)律, 有助于學(xué)生理解典型電場線和等勢面的特征, 為準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)乩秒妶鼍€和等勢面分析具體問題提供了重要的保證,因此吃透課本典型插圖, 將有助于學(xué)生解決各種電場的具體問題, 是電場復(fù)習(xí)的重要內(nèi)容。有利于學(xué)生更深刻地把握電場規(guī)律, 以不變應(yīng)萬變從容面對(duì)高考。

二、通過課本演示實(shí)驗(yàn),掌握科學(xué)研究方法:

10年北京卷第18題)例2.用控制變量法,可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖)。設(shè)兩極板正對(duì)面積為S,極板間的距離為d,靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中,極板所帶電荷量不變,若

A.保持S不變,增大d,θ變大

B.保持S不變,增大d,θ變小

C.保持d不變,減小S,θ變小

D.保持d不變,減小S,θ不變

【答案】A

【解析】由平行板電容器 可知,保持S不變,增大d,電容C減小,而電荷量Q不變,由 可知電勢差U增大,靜電計(jì)指針偏角θ增大。故A對(duì),B錯(cuò);同理可知,保持d不變,減小S,電容C減小,電荷量Q不變,電勢差U增大,靜電計(jì)指針偏角θ增大。姑CD均錯(cuò)。

【導(dǎo)向】靜電場知識(shí)富含科學(xué)研究方法和思維方法的內(nèi)容, 復(fù)習(xí)教學(xué)中應(yīng)充分利用課本著力挖掘方法教育的因素,對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本方法的訓(xùn)練,促使學(xué)生應(yīng)用能力的提升。例如:像本題通過挖掘課本《電容器的電容》中的演示實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到熟練掌握控制變量法,那就是: 要判斷變化的量, 恰恰要抓住不變的量。根據(jù)這一思想, 可將此類問題的解題方法歸納為: 確定不變量( 有源狀態(tài) U 不變, 無源狀態(tài) Q 不變) , 抓住主變量( d、s、等) , 利用基本規(guī)律分析因變量( CQ、U、E )

三、掌握基本方法,提升綜合應(yīng)用能力:

10年天津卷第12題).例3.質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖,M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板,板長為L,板右端到屏的距離為D,且D遠(yuǎn)大于L, 為垂直于屏的中心軸線,不計(jì)離子重力和離子在板間偏離 的距離。以屏中心O為原點(diǎn)建立 直角坐標(biāo)系,其中x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向。

1)設(shè)一個(gè)質(zhì)量為 、電荷量為 的正離子以 速度 沿 的方向從 點(diǎn)射入,板間不加電場和磁場時(shí),離子打在屏上O點(diǎn)。若在兩極板間加一沿 方向場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離 ;

2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子,試依照以下實(shí)驗(yàn) 結(jié)果計(jì)算未知離子的質(zhì)量數(shù)。

上述裝置中,保留原電場,再在板間加沿 方向的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流,仍從O'點(diǎn)沿 方向射入,屏上出現(xiàn)兩條亮線。在兩線上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn),對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm3.00mm,其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的,另一光點(diǎn)是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí) 方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。

【答案】(1 214

【解析】(1)離子在電場中受到的電場力   …………………………

離子獲得的加速度                   ……………………………

離子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間                 …………………………

到達(dá)極板右邊緣時(shí),離子在+y方向的分速度   …………………

離子從板右端到達(dá)屏上所需時(shí)間  ……………………………………

離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離

由上述各式,得     ……………………………………………

2)設(shè)離子電荷量為q,質(zhì)量為m,入射時(shí)速度為v,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場對(duì)離子的洛倫茲力

                                  …………………………………

已知離子的入射速度都很大,因而粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)聞甚短。所經(jīng)過的圓弧與圓周相比甚小,且在板中運(yùn)動(dòng)時(shí),OO'分逮度總是遠(yuǎn)大于在x方向和y方向的分速度,洛倫茲力變化甚微,顧可作恒力處理,洛倫茲力產(chǎn)生的加速度

……………………………………⑧

是離子在 方向的加速度,離子在 方向的運(yùn)動(dòng)可視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)極板右端時(shí),離子在 方向的分速度

       ……………………………………………………⑨

離子飛出極板到達(dá)屏?xí)r,在 方向上偏離 點(diǎn)的距離

……………………………………………………⑩

當(dāng)離子的初速度為任意值時(shí),離子到達(dá)屏上時(shí)的位置在 方向上偏離 點(diǎn)的距離為 ,考慮到⑥式,得

                     ……………………………………………………………⑾

由⑩、⑾兩式得

                     ………………………………………………………………⑿

其中

       上式表明, 是與離子進(jìn)入板間初速度無關(guān)的定值,對(duì)兩種離子均相同,由題設(shè)條件知, 坐標(biāo)3.24mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是碳12離子,其質(zhì)量為 , 坐標(biāo)3.00mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是未知離子,設(shè)其質(zhì)量為 ,由⑿式代入數(shù)據(jù)可得

                     ………………………………………………………………

                     故該未知離子的質(zhì)量數(shù)為14

【導(dǎo)向】復(fù)習(xí)時(shí)通過典型題的訓(xùn)練讓學(xué)生掌握勻變速曲線運(yùn)動(dòng)中常用的“分解法”這種基本方法,側(cè)重解決帶電粒子(物體)在勻強(qiáng)電場及勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)問題,提高分析綜合能力,是復(fù)習(xí)的重點(diǎn)方向.在復(fù)習(xí)教學(xué)中, 應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題的具體情境靈活選取不同的分解方法, 以提高學(xué)生的靈活應(yīng)用能力。

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