時間：2023-03-06 15:56:23
導(dǎo)語：在電荷及其守恒定律的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
[關(guān)鍵詞]物理教學(xué) 電磁學(xué) 電磁場 電路
物理教材中所闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)知識，這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上，以力學(xué)、電磁學(xué)為重點(diǎn)。本文就電磁學(xué)部分的教學(xué)談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)。
一、電磁學(xué)的知識體系
電磁運(yùn)動是物質(zhì)的一種基本運(yùn)動形式。電磁學(xué)的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用，其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究，把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理，實(shí)際上，這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。透徹分析電磁學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系，才能使孤立的、分散的教學(xué)變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)。對此，應(yīng)從以下三個方面來認(rèn)真分析教材。
1.電磁學(xué)的兩種研究方式
整個電磁學(xué)的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進(jìn)行。只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系，才能有計劃、有目的地提高學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
場是物質(zhì)的相互作用的特殊方式。電磁學(xué)部分完全可用場的概念統(tǒng)一起來，靜電場、恒定電場、靜磁場、恒定磁場、電磁場等，組成一個關(guān)于場的體系。
“路”是“場”的一種特殊情況。物理教材以“路”為線的框架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律，是以“場”為基礎(chǔ)的，“場”是電磁運(yùn)動的實(shí)質(zhì)，因此可以說“場”是實(shí)質(zhì)，“路”是方法。
2.認(rèn)識物理規(guī)律
規(guī)律體現(xiàn)在一系列物理基本概念、定律、原理以及它們的相互聯(lián)系中。
物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實(shí)驗(yàn)，掌握了充分可靠的事實(shí)之后，進(jìn)行分析和比較，找出它們相互之間存在的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達(dá)出來。物理定律的形成，也是在物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用，但對氣體導(dǎo)電是不適用的。歐姆定律的運(yùn)用有對應(yīng)關(guān)系，電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體。
“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進(jìn)行類比，可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。
“電磁感應(yīng)”這一章，重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。在這部分知識中，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎(chǔ)，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面，是進(jìn)一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。電磁感應(yīng)的重點(diǎn)和核心是感應(yīng)電動勢。運(yùn)用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐，進(jìn)一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場，對場的認(rèn)識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時也把波動理論從機(jī)械波推進(jìn)到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步。
3.通過電磁場所表現(xiàn)的物質(zhì)屬性，使學(xué)生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點(diǎn)
電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。大量實(shí)驗(yàn)證明，在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用，運(yùn)動電荷的周圍除了電場外還存在著磁場。磁體的周圍也存在著磁場，磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)。
運(yùn)動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對其它運(yùn)動的電荷（電流）有磁場力的作用，所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷（電流）之間是通過磁場而發(fā)生作用的。麥克斯韋用場的觀點(diǎn)分析了電磁現(xiàn)象，得出結(jié)論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場，這就是電磁場。電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播就形成電磁波。轉(zhuǎn)貼于
從場的觀點(diǎn)來闡述路。電荷的定向運(yùn)動形成電流，產(chǎn)生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場。導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處。導(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運(yùn)動的特例，即導(dǎo)體中形成電流時，它的本身要形成電場又要提供自由電荷，當(dāng)導(dǎo)體中電勢差不存在時，電流也隨之而終止。
二、以知識體系貫穿始終，使理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練相融合
1.場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學(xué)教學(xué)中一個極為重要的問題。電場部分是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。電場強(qiáng)度、電勢、磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映電、磁場是物質(zhì)的實(shí)質(zhì)性概念。電場線、磁感應(yīng)線是形象地描述場分布的一種手段。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運(yùn)動的電荷、電流有力的作用。在教學(xué)中要使學(xué)生認(rèn)識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別，比如，場不是力，電勢不是能等。場中不同位置場的強(qiáng)弱不同，可用受場力者受場力的大小（方向）跟其特征物理量的比值來描述場的強(qiáng)弱程度。在電場中用電場力做功，說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了。
1 教材中兩點(diǎn)值得商榷的地方
在過去的教學(xué)過程中，按照教材提供的素材和呈現(xiàn)知識的順序進(jìn)行施教.在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生就會出現(xiàn)以下的現(xiàn)象：（1）容易混淆電功和電熱這兩個物理概念.因?yàn)榻滩闹?，就是從電功公式推?dǎo)出焦耳定律.很容易讓學(xué)生認(rèn)為求電熱就用電功來計算，再遇到非純電阻電路不能清晰的區(qū)分開，要費(fèi)力抹掉前面的那些“深刻印象”，重新認(rèn)識問題，這樣的反復(fù)往往使學(xué)生感到比掌握新知識還要困難.（2）閉合電路歐姆定律各公式的適用范圍含糊不清.根據(jù)教材的設(shè)計，從純電阻電路推導(dǎo)出了公式I=ER+r或E=IR+Ir，再把公式推導(dǎo)成E=U外+U內(nèi).這種從特殊到一般的推導(dǎo)順序違背了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生不能理解E=U外+U內(nèi)適用于一切電路.
2 適當(dāng)調(diào)整教材中概念和規(guī)律的設(shè)計
在施教恒定電流的過程中，以電動勢、電功兩個概念和焦耳定律為基礎(chǔ)，貫徹能量轉(zhuǎn)化與守恒定律思想的講授順序，學(xué)生反映知識的系統(tǒng)是清晰的，掌握起來比較方便.
這樣的教學(xué)設(shè)計一方面從理論分析的角度使學(xué)生對概念和規(guī)律有了更深刻的理解；另一方面使學(xué)生體會到，許多概念和規(guī)律都靠邏輯關(guān)系聯(lián)系著，物理學(xué)是一個自洽的體系.
2.1 電動勢概念的建立
從非靜電力做功的角度引入電動勢的概念，教學(xué)設(shè)計上要有層次，努力使學(xué)生經(jīng)歷一個理性的、邏輯的科學(xué)思維過程，并將其思維上的臺階搭建合理.
設(shè)計的幾個臺階：①電源能維持電荷逆勢而上，一定存在著“非靜電力”；②非靜電力一定要克服靜電力做功，靜電力做負(fù)功，所以電能在增加.從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，非靜電力做功的物理意義就是量度了產(chǎn)生多少電能.③把相同的正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極，非靜電力在不同的電源中做功不一樣，即不同的電源非靜電力做功的本領(lǐng)是不同的，引入電動勢來表達(dá)電源的這種特性.
可以看出，以這樣方法引入電動勢，的確要比直接給出一個名詞費(fèi)些時間，但這是值得，因?yàn)檫@里體現(xiàn)了物理學(xué)的基本思想之一，通過做功研究能量變化的思想，用比值定義物理量的思想.不僅如此，這樣的學(xué)習(xí)還有助于建立閉合電路中電荷運(yùn)動的圖景.
2.2 焦耳定律的教學(xué)
教材中，根據(jù)功和能的關(guān)系，從電能的轉(zhuǎn)化引入電功的概念，然后根據(jù)靜電力做功知識和電流與電荷量的關(guān)系得到了電功的公式W=UIt.此處要強(qiáng)調(diào)電功的物理意義，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，電流做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，即電功量度了電路中電能的減少，這是電路中能量轉(zhuǎn)化與守恒的關(guān)鍵.
焦耳定律的教學(xué)，我們要?dú)w還焦耳定律的本來面貌，以物理學(xué)史的方式進(jìn)行教學(xué)，更科學(xué)更合理.學(xué)生知道焦耳定律是一條實(shí)驗(yàn)規(guī)律，電流的熱效應(yīng)Q=I2Rt，反映了電流流經(jīng)電阻就產(chǎn)生Q=I2Rt電熱.通過電動機(jī)電路，討論消耗的電能與產(chǎn)生電熱的關(guān)系，這樣學(xué)生對電功和電熱的關(guān)系就一目了然.
2.3 閉合電路歐姆定律的教學(xué)
教材的基本思路：電源所產(chǎn)生的電能即非靜電力做功等于內(nèi)外電路產(chǎn)生的電熱.即
EIt=I2Rt+I2rt，
可推導(dǎo)出
E=IR+Ir
或
I=ER+r，
一、“嘗試·合作·導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式的基本原則
1.嘗試原則
改變學(xué)和教的順序，先讓學(xué)生嘗試自學(xué)。學(xué)生能嘗試，嘗試能成功，相信學(xué)生潛力無窮。教師在學(xué)生嘗試自學(xué)的過程中找準(zhǔn)學(xué)生思維上存在的“癥結(jié)”，從而避免在學(xué)生已經(jīng)明白的地方去重復(fù)用力。教師對每一個環(huán)節(jié)的定位，依靠的不再是主觀臆測，而是真憑實(shí)據(jù)。過度的“防御”會遠(yuǎn)離創(chuàng)造，教師越位的提示、大量的鋪墊會給學(xué)生圍堵出不容回旋的時空。正確也許是一種模仿，錯誤卻絕對是一種經(jīng)歷，只有經(jīng)歷過才會刻骨銘心。
2.合作原則
教師跟全班學(xué)生僅保持單向交往效果最差。合作學(xué)習(xí)以合作學(xué)習(xí)小組為基本組織形式，系統(tǒng)地利用師生之間多邊互動原理促進(jìn)學(xué)習(xí)，將傳統(tǒng)教學(xué)中師生之間單向或雙向交流改變?yōu)閹熒?、生生之間的多向交流，最終實(shí)現(xiàn)“不求人人成功，但求人人進(jìn)步”的目標(biāo)，大幅度地提高教學(xué)效率，激活學(xué)生潛能。通過合作更培養(yǎng)學(xué)生的情商，助推實(shí)現(xiàn)夢想。
3.最優(yōu)化原則
根據(jù)巴班斯基的教學(xué)過程最優(yōu)化理論，把全班的、小組的、個別的教學(xué)過程組織形式最優(yōu)化。學(xué)生在自主嘗試階段是獨(dú)學(xué)，遇到問題與同桌及小組內(nèi)嘗試解決問題是小組學(xué)習(xí)，在糾正典型錯誤、給予共同幫助階段又要用全班的教學(xué)組織形式。所以教師要“自覺地選擇耗費(fèi)力量最少而能夠提供最大的和最持久結(jié)果的手段、方式和方法”。教學(xué)中，教師要針對不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，靈活地選擇不同的組織形式，以便達(dá)到最優(yōu)化的目的。
4.系統(tǒng)論原則
教學(xué)系統(tǒng)是教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程在一定教學(xué)環(huán)境中的有序組合。有序才能低耗。為了使我們的教學(xué)有一個明確的、合乎邏輯的“序”，教師在課前要精心準(zhǔn)備導(dǎo)學(xué)案，對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效引導(dǎo)。要能夠很好地導(dǎo)學(xué)必須在預(yù)設(shè)上下功夫，預(yù)設(shè)是為了更好的生成。課堂教學(xué)因預(yù)設(shè)而有序，因動態(tài)生成而靈動精彩。
二、“嘗試·合作·導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式的基本結(jié)構(gòu)
“嘗試·合作·導(dǎo)學(xué)”教學(xué)法是教師根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計導(dǎo)學(xué)案，精心設(shè)置嘗試題。這些嘗試題或架橋引路、或?qū)嶒?yàn)探究，步步為營，層層遞進(jìn)。學(xué)生在嘗試過程中生成新的知識。該教學(xué)法的基本結(jié)構(gòu)是：設(shè)疑激疑嘗試自學(xué)（獨(dú)學(xué)）互教互學(xué)（群學(xué)）展示分享（發(fā)表、暴露、提升）點(diǎn)撥提高（糾錯、歸納、拓展）反饋訓(xùn)練、當(dāng)堂達(dá)標(biāo)。
三、“嘗試·合作·導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式實(shí)施的具體步驟
在物理課堂教學(xué)中，如何運(yùn)用“嘗試·合作·導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式進(jìn)行課堂教學(xué)，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)高效的目的呢？為了體現(xiàn)這種模式的普適性，筆者以人教版教材選修3～1《 電荷及其守恒定律 》的課堂教學(xué)實(shí)錄做一說明，并只在第一教學(xué)片段中標(biāo)注教學(xué)環(huán)節(jié)，其余教學(xué)片段中各個環(huán)節(jié)已經(jīng)融入，不再一一標(biāo)注和贅述。
第一教學(xué)片段：
（1）設(shè)疑激疑，導(dǎo)入新課。
師：大家和我一起來玩?zhèn)€小游戲。
生：好！（孩子們一下子抖起了精神。游戲是孩子的天性，這根神經(jīng)始終敏感。）
（教師給氣球充氣，用毛皮反復(fù)摩擦氣球，然后用氣球靠近彩紙碎屑。課前已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)器材以小組為單位準(zhǔn)備好。）
（五顏六色的彩紙碎屑跳起來被吸附在氣球上，學(xué)生玩得很開心。）
師：原來不帶電的氣球?yàn)槭裁磶狭穗姡?/p>
生：摩擦起電。
師：摩擦為什么就能使物體帶上電呢？請大家自讀課本完成導(dǎo)學(xué)案第一部分。
（學(xué)生在愉悅和濃郁的“靜電氛圍”中進(jìn)入新知學(xué)習(xí)）
（2）嘗試自學(xué)。自讀課本第一節(jié)前兩個自然段，并完成導(dǎo)學(xué)案第一部分。
導(dǎo)學(xué)案第一部分：摩擦起電
①原子核的正電荷的數(shù)量與電子的負(fù)電荷的數(shù)量一樣多，所以整個原子對外界表現(xiàn)為電中性。
②不同物質(zhì)的原子核束縛外層電子的本領(lǐng)不同。當(dāng)兩個物體摩擦?xí)r，束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。
③毛皮摩擦橡膠棒時，毛皮上的電子跑到橡膠棒上，毛皮因?yàn)槿鄙匐娮佣鴰д姟?/p>
（3）展示分享。待學(xué)生完成后，在展臺上展示分享，訂正錯誤，突出要點(diǎn)。
（4）點(diǎn)撥提高。摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。
第二教學(xué)片段：
師：我們有什么方法可以知道物體是否帶電？
生：吸引輕小物體、驗(yàn)電器。
師：（演示用帶電的橡膠棒接觸驗(yàn)電器）驗(yàn)電器是怎樣帶上電的？
生：接觸。
師：（播放Flas模擬接觸起電中電子的運(yùn)動情況）接觸起電的實(shí)質(zhì)是什么？
生：電子從橡膠棒跑到驗(yàn)電器上。
師：接觸起電也是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。
（一石二鳥，既懂得了驗(yàn)電器的原理，又明白了接觸起電的本質(zhì)。動畫的使用使接觸起電的動態(tài)過程形象直觀、一目了然。）
第三教學(xué)片段：
師：（出示一對有絕緣支柱的枕形導(dǎo)體A和B，它們彼此接觸）現(xiàn)在這個導(dǎo)體帶不帶電？
生：不帶電。因?yàn)榻饘俨情]合的。
教師：按課本實(shí)驗(yàn)以小組為單位自主嘗試。用毛皮摩擦過的氣球靠近枕形導(dǎo)體。提醒學(xué)生觀察箔片的情況，并完成導(dǎo)學(xué)案第二部分。
導(dǎo)學(xué)案第二部分：感應(yīng)起電
【實(shí)驗(yàn)】取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的金屬箔是閉合的。把帶負(fù)電的氣球C移近導(dǎo)體A，如圖1、圖2所示。
（1）按課本要求進(jìn)行嘗試，記下相應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
a.帶電氣球C靠近導(dǎo)體A時金屬箔_______。
b.把AB分開，然后移去氣球C時金屬箔_______。
再讓A、B接觸，金屬箔_______。
（2）為什么會出現(xiàn)這些現(xiàn)象呢？
請自學(xué)課本第3頁第一自然段金屬的結(jié)構(gòu)模型，完成下列知識填空。
金屬中離原子核最遠(yuǎn)的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動，這種電子叫做_______。失去_______的原子便成為帶_______電的離子，它們在金屬內(nèi)部排列起來。每個離子都在自己的_______上振動而_______，只有_______穿梭其中，這就使金屬成為導(dǎo)體。絕緣體不存在這種_______。
師：男同學(xué)扮演正離子，女生扮演自由電子，哪位同學(xué)能當(dāng)導(dǎo)演組織同學(xué)們把金屬的結(jié)構(gòu)模型表演出來？
（多個男生排成“空間點(diǎn)陣”各自在原位置作振動狀，幾個女生在行列間自由穿梭。）
師：（表揚(yáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與合作精神）當(dāng)帶電體靠近導(dǎo)體時，導(dǎo)體內(nèi)部會出現(xiàn)什么情景？
生：（想象、嘗試用語言描述，欲說還休）
師：（邊播放Flas模擬，讓學(xué)生準(zhǔn)備好給動畫配音）
生：當(dāng)帶正電的帶電體靠近導(dǎo)體，與金屬內(nèi)自由電子相互吸引時，導(dǎo)體中的自由電荷便會靠近帶電體，使靠近帶電體的一端帶負(fù)電，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶正電。
師：如果是負(fù)的帶電體靠近導(dǎo)體呢？請同學(xué)們在小組內(nèi)相互提問。
生：當(dāng)帶負(fù)電的帶電體靠近導(dǎo)體，由于與金屬內(nèi)自由電子相互排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會遠(yuǎn)離帶電體，使靠近帶電體的一端帶正電，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶負(fù)電。
師：剛才咱們用的氣球就是帶負(fù)電的，你們已經(jīng)解釋了實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象。
帶電體靠近就使導(dǎo)體帶了電，把這種現(xiàn)象叫感應(yīng)起電。
【鞏固】
（1）當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，由于電荷間_______，導(dǎo)體中的自由電荷便會_______帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶_______電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶_______電荷，這種現(xiàn)象叫_______。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程叫_______。
（2）比較三種使物體帶電的方式并完成下列表格。
第四教學(xué)片段：
師：在以上三種起電方式中，電荷創(chuàng)生了嗎？消滅了嗎？電荷的總個數(shù)變了嗎？由此你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？
生：感悟，無論什么起電方式，電荷的總量是保持不變的。
師：這就是電荷守恒定律。請同學(xué)們自讀課本“電荷守恒定律”。
生：（讀教材，做學(xué)案）
導(dǎo)學(xué)案第三部分：電荷守恒定律
（1）寫出電荷守恒定律的內(nèi)容。
（2）自讀教材中的第三段文字，寫出電荷守恒定律現(xiàn)在的表述。
第五教學(xué)片段：
教師拿毛皮在氣球上輕輕摩擦幾下接觸驗(yàn)電器的金屬球再大幅度用力摩擦幾下與驗(yàn)電器金屬球接觸觀察金屬箔或指針的張角。說明電荷是有多少的。請學(xué)生自學(xué)教材第4頁“元電荷”，然后完成導(dǎo)學(xué)案第四部分。
導(dǎo)學(xué)案第四部分：自學(xué)教材第4頁“元電荷”部分，然后自主完成下列小題。
（1）電荷的多少叫_______，在國際單位制中，它的單位是_______，簡稱_______，用_______表示。正電荷的電荷量為_______，負(fù)電荷的電荷量為_______。
（2）科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小的電荷量就是_______所帶的電荷量。_______所帶的電荷量與它相同，但符號相反。人們把這個_______叫元電荷，用_______表示。所有帶電體的電荷量或者等于_______或者是_______的整數(shù)倍。這就是說，電荷量是_______的物理量。
（3）元電荷e的數(shù)值最早是由_______國物理學(xué)家_______測得的，在我們的計算中e=_______。
（4）電子的_______和_______之比，叫做電子的比荷。
（5）關(guān)于元電荷，下列說法中正確的是（ ）。
A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身
B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍
C.元電荷的值通常取作e=1.60×10-19C
D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測得的
教師在展臺反饋學(xué)生的完成情況，訂正點(diǎn)撥。然后以小組為單位，在組內(nèi)交流分享學(xué)習(xí)成果，解疑答難，合作學(xué)習(xí)。學(xué)生互幫互學(xué)，多向交流。教師密切觀察學(xué)生學(xué)習(xí)的動態(tài)情況，適時宣布進(jìn)入達(dá)標(biāo)測試階段。學(xué)生獨(dú)立完成達(dá)標(biāo)測試題。
【達(dá)標(biāo)測試題】（與導(dǎo)學(xué)案分開，單獨(dú)印刷）
（1）關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說法中正確的是（ ）。
A.摩擦起電說明電荷可以被創(chuàng)造
B.摩擦起電是由于電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上
C.感應(yīng)起電是由于電荷從帶電物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上
D.感應(yīng)起電是電荷在同一物體上的轉(zhuǎn)移
（2）關(guān)于元電荷的理解，下列說法中正確的是（ ）。
A.元電荷就是電子
B.元電荷就是質(zhì)子
C.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量
D.元電荷就是自由電荷的簡稱
（3）如圖所示，將帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時，枕形導(dǎo)體上電荷的移動情況是（ ）。
A.枕形導(dǎo)體中的正電荷向B端移動，負(fù)電荷不移動
B.枕形導(dǎo)體中電子向A端移動，正電荷不移動
C.枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時分別向B端和A端移動
D.枕形導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時分別向A端和B端移動
（4）關(guān)于物體的帶電荷量，以下說法中正確的是（ ）。
A.物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)
B.物體所帶的電荷量只能是某些特定值
C.物體帶電+1.60×10-9C，這是因?yàn)樵撐矬w失去了1.0×1010個電子
D.物體帶電荷量的最小值為1.6×10-19C
達(dá)標(biāo)測試需要每個學(xué)生獨(dú)立完成，測試成績事關(guān)團(tuán)隊(duì)榮譽(yù)，所以學(xué)生都在盡自己的最大努力。合作學(xué)習(xí)策略大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和積極性，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的凝聚力。
測驗(yàn)完畢，收卷以便掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，記錄小組成績以激勵學(xué)生獨(dú)學(xué)群學(xué)的積極性。針對反饋情況，必要的話還要有的放矢地準(zhǔn)備補(bǔ)償題，下節(jié)課進(jìn)行夯實(shí)、點(diǎn)撥、提高。
【關(guān)鍵詞】高中 物理概念 物理規(guī)律
什么是物理概念呢？物理概念是對物理現(xiàn)象的概括，是從個別的物理現(xiàn)象。具體過程和狀態(tài)中抽象出的具有相同本質(zhì)的物理實(shí)體。在高中物理中主要有兩大類。一類是用詞語直接表達(dá)的概念。如力、重心、點(diǎn)電荷、理想氣體、靜電平衡、勻速直線運(yùn)動等等。另一類是用數(shù)學(xué)語言表達(dá)的概念，常稱為物理量。如加速度a=V/t，動能Ek=mv2/2，動量P＝MV，電場強(qiáng)度E=F/q等等。
對一個物理概念的認(rèn)識，一般需經(jīng)三個階段：1.感性的具體；2.理性的抽象；3.理性的具體。老師每講一個新的概念的時候，總是首先引入我們比較熟悉的一些具體物理現(xiàn)象，物理實(shí)例或做一些物理實(shí)驗(yàn)，使我們產(chǎn)生具體的感性的認(rèn)識；再經(jīng)過去粗取精、去偽存真、由表及里的分析比較，抽象出本質(zhì)屬性，上升到理性認(rèn)識；再經(jīng)過演繹的練習(xí)，使物理的抽象上升為理性的具體，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所學(xué)概念有針對性的解決有關(guān)問題。
例如：學(xué)習(xí)靜電平衡這個概念時候，老師首先舉出把一個中性導(dǎo)體放在勻強(qiáng)電場中的例子。引導(dǎo)同學(xué)認(rèn)識自由電子在電場力的作用下發(fā)生定向移動，產(chǎn)生感應(yīng)電荷，發(fā)生靜電感應(yīng)的現(xiàn)象。再透過這個現(xiàn)象認(rèn)識感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場與原來勻強(qiáng)電場的迭加，直到感應(yīng)電荷的場強(qiáng)與原電場的場強(qiáng)大小相等時導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零，自由電子定向移動停止，導(dǎo)體達(dá)到了靜電平衡狀態(tài)。從而再總結(jié)出靜電平衡等體的一些性質(zhì)：內(nèi)部合場強(qiáng)為零，導(dǎo)體是個等勢體等等。在我們頭腦中形成一個反映靜電平衡本性的理性的抽象。進(jìn)而應(yīng)用到其它各種電場中，由此及彼，在具體運(yùn)用中升華到理性具體，得心應(yīng)用地解決多變的物理問題。
對于一些物理量，還要清楚以下內(nèi)容：引入目的、定義式、單位、是標(biāo)量學(xué)是矢量、由什么因素決定、測量方法等等。如加速度這個概念，引入的目的是為了描述物體速度變化的快慢，定義式a=V/t，國際制中的單位是米/秒，是矢量，一個物體的加速度由它的質(zhì)量和它所受的合外力事決定。測量方法很多，課本中專門安排了一個測定勻變速直線運(yùn)動的物體的加速度的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。
這里還特別提出的是，有些物理概念不是只在一節(jié)課上，通過一兩個例子就是能夠認(rèn)識清楚的。需要在長期的學(xué)習(xí)過程中不斷地認(rèn)識，不斷地理解。如力這個概論，從初中二年級就開始學(xué)習(xí)，有了一個初步認(rèn)識。升入高中后，第一章第一節(jié)又開始學(xué)習(xí)，并給予初步的概括：力是物體對物體的作用。第三章中學(xué)習(xí)了牛頓第一定律，又進(jìn)一步認(rèn)識了力作用的相互性。到此，也只是停留在機(jī)械力的范疇之內(nèi)。到學(xué)習(xí)了電磁力后，才從不同領(lǐng)域、不同類型的力的作用情況，通過聯(lián)想和類比，形成比較深刻的認(rèn)識。也就是說，認(rèn)識一個物理概念有一個不斷發(fā)現(xiàn)，不斷提高的過程。這就要求我們在學(xué)習(xí)中多觀察，多擴(kuò)大自己頭腦中的信息量，經(jīng)過加工比較，實(shí)現(xiàn)對概念的深刻理解與掌握。
物理學(xué)本身就是研究物質(zhì)最基本的運(yùn)動及其規(guī)律的一門科學(xué)。物理規(guī)律反映了各物概念之間的相互制約關(guān)系，反映在一定條件下一定物理過程的必然性。
中學(xué)物理規(guī)律主要有：1.物理定理：如動能定理，動量定理等。2.物理定律：如牛頓運(yùn)動定律，動量守恒定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等。3.物理定則：如平行四邊形法則等。4.物理方程：如理想氣體狀態(tài)方程等。5.物理學(xué)說：如分子運(yùn)動論，原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說等。
對于這些課本中明確出來的規(guī)律，不但要記住它的內(nèi)容表述和對應(yīng)表達(dá)式。更重要的是透徹理解。一般應(yīng)抓住以下幾個方面：
1.實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)，研究楞次定律實(shí)驗(yàn)等。
2.導(dǎo)出方式。如根據(jù)動量定理和牛頓它三定律推導(dǎo)動量守恒定律。
3.清楚規(guī)律揭示的內(nèi)涵及公式中各字母的含義。如動量定理：Ft=P，從整體上揭示物體所受合外力的沖量與它的動量變化的直接對應(yīng)關(guān)系，即兩者大小相等，方向相同。如果題目中要求合外力沖量，就有了兩條思路：一是用合外力乘時間，二是先求其動量變化。分解看：式中F為合外力，解題時就需從受力分析入手，找出合外力，等號右邊為動量變化，特定要求末態(tài)動量減初態(tài)動量。該式為矢量式，中學(xué)大綱只要求一維情況，解題時一定規(guī)定正方向，列代數(shù)式方程。變形有：F＝p/t，說明物體所受的合外力等于它的動量的變化率等。
4.注意適用條件。如：庫侖定律F＝Kθ1θ2/r2，只適用于真空中點(diǎn)電荷。動量定守恒定律用于不受外力或合外力為零的系統(tǒng)。動量定理對于不論直線還是曲線，恒力還是變力，物理過程是單一的還是多階段組合的，幾個力作用于物體上的時間是否相同都適用。在中學(xué)階段對處理打擊、碰撞一類問題尤為方便。
5.物理圖象。物理圖象是物理規(guī)律的更直觀、更形象的表達(dá)方式。如v－t圖象，波的圖象，P－V圖象，此外還有一些在題目中出現(xiàn)的圖象如F－t圖象等。對圖象一般應(yīng)抓住以下方面：(1)橫縱坐標(biāo)、斜率、交點(diǎn)的含義；(2)對應(yīng)規(guī)律煤數(shù)學(xué)表達(dá)式；(3)反映的物理情景。
【關(guān)鍵詞】能量守恒 物理問題 能量轉(zhuǎn)化
【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889（2017）02B-0162-02
能量不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，只能通過一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另外一種形式的能量，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另外的一個物體，并且能量的總量保持著不變，這就是能量守恒定律。運(yùn)用能量守恒定律能夠更好地解決許多物理問題，也就是說，對物理學(xué)中的不同類型的物理問題，從能量守恒入手，可以找到清晰的分析思路和方法。但是要想熟練地運(yùn)用能量守恒定律就必須熟記能量守恒定律的表達(dá)公式及其守恒條件，要不就會用錯。
一、力學(xué)中的能量守恒
在力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中我們都知道，如果物體僅僅受到重力和彈力的作用，那么物體的能量就會在勢能和動能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且機(jī)械能的總量不變，對于這種情況下我們稱之為機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律是解決高中物理力學(xué)問題的重要方法，下面我們就通過一道高中物理力學(xué)的問題來分析如何利用機(jī)械能守恒定律。
〖例1〗如圖所示，有一勻速運(yùn)行的傳送帶，其速度為 v=2.0 m/s，在 A 點(diǎn)的上方有一帶料斗，帶料斗中裝滿了沙子，打開開關(guān)以后，沙子以 Q= 50 kg/s 的速度落到運(yùn)行中的傳送帶上，沙子從 A 點(diǎn)被運(yùn)送到 B 點(diǎn)，在傳送的過程中，下面選項(xiàng)中說法合理的為（ ）
A.在一分鐘時間內(nèi)，沙子與傳送帶發(fā)生摩擦，由此產(chǎn)生的熱為 1.2×104 J
B.在一分鐘時間內(nèi)，沙子與傳送帶發(fā)生摩擦，由此產(chǎn)生的熱為 6.0×103 J
C.電動機(jī)需要增加的功率為 100 W
D.電動機(jī)需要增加的功率為 200 W
〖解析〗當(dāng)沙子落到傳送帶上后，傳送帶做的功轉(zhuǎn)化成了沙子的動能與產(chǎn)生的熱量，合理分析題目的條件，借助功能關(guān)系就能夠正確解答問題。假設(shè)一定時間 t 內(nèi)落到傳送帶上的沙子的質(zhì)量是 m，那么 Q=m/t。此部分沙子因?yàn)槟Σ亮?f 的作用被迫加速，由功能關(guān)系可得 ，沙子在摩擦力的影響下開始加速，所以 ，s轉(zhuǎn)=vt。相對位移 s=s轉(zhuǎn)-s=s，可知煤的位移和煤與傳送帶的相對位移相同。因此產(chǎn)生的熱量 。所以傳送帶在 t 內(nèi)增加的能量 E 為 ，功率 ，可知 B 是錯誤的，D 是正確的。通過之前的分析可知，單位時間的熱量為 Q熱=。因此一分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量 Q總=Q熱t(yī)==6.0×103J，因此 B 選項(xiàng)正確，A 選項(xiàng)錯誤，B、D 選項(xiàng)正確。
這道題中，盡管能量轉(zhuǎn)化成兩個形式的能量，但總量沒有變化，是一道經(jīng)典的能量守恒類型的題目，它能夠加深學(xué)生對能量守恒定律的理解。
二、熱學(xué)中的能量守恒
物理學(xué)中，關(guān)于熱學(xué)的能量守恒也經(jīng)常遇到，而且熱學(xué)往往會伴隨著力學(xué)、電學(xué)等一起出現(xiàn)。我們知道，熱能與機(jī)械能、電能等可以相互轉(zhuǎn)化，比如電能轉(zhuǎn)化成熱能，熱能轉(zhuǎn)化成其他類型的能。這里我們用一道力學(xué)與熱學(xué)結(jié)合的題目來分析，如何通過能量守恒來解決問題。
〖例2〗將一個質(zhì)量為 M kg的鐵塊固定在實(shí)驗(yàn)桌上，然后發(fā)射一枚質(zhì)量為 m kg的子彈，子彈以一定速率擊中鐵塊后，子彈留在鐵塊中，鐵塊與子彈的溫度升高了 12℃，如果將鐵塊放置在光滑的水平面上，然后發(fā)射一枚質(zhì)量同樣為 m kg的子彈，子彈以一定速率擊中鐵塊后，子彈留在鐵塊中，它們的溫度升高了 11℃，求鉛塊與鉛彈的質(zhì)量比。
〖解析〗運(yùn)用熱力學(xué)第一定律得 U=Q+W。根據(jù)能量守恒定律，子彈和鐵塊的溫度升高就意味著對應(yīng)的系統(tǒng)的機(jī)械能減少了。
〖解〗設(shè)子彈的擊中速度為 v0，第二次兩者達(dá)到的共同速度為 v，兩次升高的溫度分別為 t1，和 t2，鐵的比熱容為 C，因損失的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為鐵塊和子彈的內(nèi)能，故有
Q=E
對第一次有 c（M+m）t1=mv02
對第二次有 mv0=（M+m）v
且 c（M+m）t2=mv02-（M+m）v2
由以上三式可得，鉛塊和鉛彈的質(zhì)量之比：
對這樣一道題目，我們要通過鐵塊的靜止和運(yùn)動兩種狀態(tài)來進(jìn)行分析，物體運(yùn)動就會產(chǎn)生動能，子彈和鐵塊的溫度升高就說明動能轉(zhuǎn)化成了熱能，這樣，利用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律就能夠找到解決問題的切入點(diǎn)和突破口，并順利地解決問題。
三、光學(xué)中的能量守恒問題
光電效應(yīng)講述的是原子中的電子吸收了光子的能量，其中一部分能量讓電子克服原子核的引力作用，另外一部分能量變成電子離開原子核后的動能。在光電效應(yīng)中，利用能量守恒定律，就能夠?qū)⒈容^抽象的物理學(xué)問題轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬唵蔚膯栴}。下面是一套光電效應(yīng)的試題。
〖例3〗氫光譜波長 ，對于 k=1 的系列光譜線波長均處于紫外線區(qū)，將其稱之為賴曼系；而 k=2 的系列波長均處于可見光區(qū)，稱之為巴爾末系?，F(xiàn)利用氫原子所發(fā)出的光對某種金屬照射進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)所采取的光為賴曼系波長最長的光時，其遏比電壓記為 U1；當(dāng)利用的光為巴爾末系波長最長的光時，遏比電壓記為 U2。已知電子電荷與真空光速分別為 e 和 c ，試求普朗克常量與該種金屬的逸出功。
〖分析〗由公式 可得在賴曼系中發(fā)生的光波長最長的為氫原子由 n=2 向 k=1 躍遷時所發(fā)出的波，其波長倒數(shù)為
所對應(yīng)的光子能量
另外，巴耳末系波長最長的光是氫原子由 T1 為正無窮向k 為 2 狀態(tài)躍遷時發(fā)生的，其波長倒數(shù)為
對應(yīng)的光子能量
W表示的是該金屬的逸出功，eUl 與 eU2 所表示的分別為光電子的最大初動能。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得
得
光電效應(yīng)是較為簡單的一節(jié)內(nèi)容，記住了相關(guān)公式和理論，就能夠解答大部分高中物理中的有關(guān)光電效應(yīng)的題目。但要記住，在電子躍遷中，遵循能量守恒定律。
四、電學(xué)中的能量守恒問題
電是我們生活中常見又必不可少的東西，電可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、光能、熱能等，通過對電學(xué)中能量守恒問題的研究，能夠幫助我們更好地了解生活?，F(xiàn)講解用能量守恒定律解答帶電物體在電場中受到電場力作用的問題。
〖例4〗如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，放置一個水平光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，ab 的距離是 cd 距離的兩倍，將兩根質(zhì)量相同的金俟鞣旁詰脊焐稀O衷詬ab施加一個水平向左的初速度 v0，當(dāng) CD 固定不動時，AB 整個運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量為 Q。那么，當(dāng) CD 不固定時，AB 以 v0 啟動后整個運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量是多少？
〖解析〗CD 固定時，有 Q=mv02，CD 可動時，設(shè) AB 速度減為 v，CD 速度增為 2v，時間為 t。此時穿過回路的磁通量不再變化，感應(yīng)電流消失，之后 AB、CD 均做勻速直線運(yùn)動。在上述的 t 時間內(nèi)，AB 受的安培力都是 CD 的 2 倍，可認(rèn)為 AB受的平均安培力為 CD 的兩倍，則
對 AB 有 2Ft=mv0-mv ①
對 CD 有 Ft=2mv-0 ②
聯(lián)立兩式得
設(shè)以上產(chǎn)生的熱量為 Q'，由能量守恒得
電學(xué)是高中物理里面較為繁瑣的一個內(nèi)容，電學(xué)可與磁場、運(yùn)動學(xué)、熱學(xué)等各個方面的內(nèi)容相結(jié)合來綜合命題，因此在解電學(xué)問題的過程中，常常會用到能量守恒定律，因此學(xué)生要掌握利用能量守恒定律來求解電學(xué)問題的基本方法。
2.庫侖定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點(diǎn)電荷間的作用力(N)，k:靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2:兩點(diǎn)電荷的電量(C)，r:兩點(diǎn)電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引｝
3.電場強(qiáng)度：E=F/q(定義式、計算式){E:電場強(qiáng)度(N/C)，是矢量(電場的疊加原理)，q：檢驗(yàn)電荷的電量(C)｝
4.真空點(diǎn)(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r：源電荷到該位置的距離(m)，Q：源電荷的電量｝
5.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=UAB/d {UAB:AB兩點(diǎn)間的電壓(V)，d:AB兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向的距離(m)｝
6.電場力：F=qE {F:電場力(N)，q:受到電場力的電荷的電量(C)，E:電場強(qiáng)度(N/C)｝
7.電勢與電勢差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關(guān)),E:勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d:兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離(m)｝
9.電勢能：EA=qφA {EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢能(J)，q:電量(C)，φA:A點(diǎn)的電勢(V)｝
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值｝
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F)，Q:電量(C)，U:電壓(兩極板電勢差)(V)｝
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，ω：介電常數(shù))
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用的情況下)
類平 垂直電場方向:勻速直線運(yùn)動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中：E=U/d)
拋運(yùn)動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運(yùn)動d=at2/2，a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷,電場線不相交,切線方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向,電場線密處場強(qiáng)大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強(qiáng)度(矢量)與電勢(標(biāo)量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān);
(5)處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面，導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面;
(6)電容單位換算：1F=106μF=1012PF;
關(guān)鍵詞：初中化學(xué) 基本概念教學(xué)
一、用數(shù)學(xué)手段（集合、代數(shù)式等）處理化學(xué)概念，幫助學(xué)生澄清概念間的相互關(guān)系
化學(xué)概念往往都是“成群結(jié)隊(duì)”出現(xiàn)，而且眾多概念間有著千絲萬縷的聯(lián)系，故澄清概念間的相互關(guān)系是化學(xué)基本概念教與學(xué)活動中的一個非常重要的組成部分。
對于表示知識范圍的大小的同一知識系列概念，可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)分析對象的特點(diǎn)及其相互間的關(guān)系用對應(yīng)的數(shù)學(xué)手段——集合加以表示。如：氧化物、含氧化合物、化合物三個概念的相互關(guān)系就可以用集合的定義表示成：
對那些從定量角度反映概念內(nèi)涵，而仍以文字形式給出的概念可讓學(xué)生通過對概念認(rèn)真分析，弄清各個量之間的相互關(guān)系，然后用代數(shù)式的形式把概念“翻譯”出來。例如在“相對原子質(zhì)量”概念的教學(xué)中，教師首先講述原子是化學(xué)變化中的最小微粒，其質(zhì)量極小，運(yùn)用起來很不方便，指出“相對原子質(zhì)量”使用的重要性。
再指導(dǎo)學(xué)生通過練習(xí)的形式對概念加以鞏固，在實(shí)際計算中體驗(yàn)相對原子質(zhì)量的真正含義。如果學(xué)生只注意背相對原子質(zhì)量概念，盡管多次記憶仍一知半解。通過這樣計算，學(xué)生便能直觀地準(zhǔn)確地理解“相對原子質(zhì)量”的概念，而且還較容易地把握相對原子質(zhì)量只是一個比值，一個沒有單位的相對量，數(shù)值大于等于一。
因此，化學(xué)基本概念教學(xué)的基本原理應(yīng)是注重學(xué)生概念學(xué)習(xí)的過程，幫 助學(xué)生發(fā)展思維能力，可以充分利用演示實(shí)驗(yàn)，分析歸納，形成基本概念適的條件使學(xué)生自 主建構(gòu)意義形成概念。
實(shí)踐證明，用數(shù)學(xué)手段（集合、代數(shù)式等）處理化學(xué)概念，大大降低了學(xué)生理解概念和澄清概念相互關(guān)系的難度。同時對學(xué)生掌握和應(yīng)用概念起到了很大的促進(jìn)作用。
二、利用實(shí)驗(yàn)對基本概念進(jìn)行解析
概念教學(xué)往往強(qiáng)調(diào)的語言較多，繞來繞去，讓學(xué)生感到化學(xué)很難學(xué)。為避免學(xué)生用死記硬背的方法學(xué)習(xí)，教師盡可能地加強(qiáng)直觀教學(xué)，增加課堂實(shí)驗(yàn)，讓每個學(xué)生都能直接觀看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加強(qiáng)直觀性，增強(qiáng)學(xué)生對概念的信度。同時學(xué)生的感性認(rèn)識有助于形成概念、理解和鞏固概念。例如，在學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律時，首先由教師演示測定白磷燃燒前后質(zhì)量變化的實(shí)驗(yàn)，然后由學(xué)生分組測定白磷燃燒前后質(zhì)量的變化。通過多組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)事實(shí)導(dǎo)出質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容。教師還可以借助現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)和手段，進(jìn)一步從微觀角度去分析質(zhì)量守恒定律的原因，并指導(dǎo)學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行練習(xí)，學(xué)生就會真正理解質(zhì)量守恒定律。這樣，從宏觀到微觀，從實(shí)踐到理論再到實(shí)踐，自然學(xué)生學(xué)習(xí)起來興趣高，學(xué)習(xí)內(nèi)動力大，對理論問題認(rèn)識清楚。
三、通過比較分析的方法，掌握相關(guān)概念的本質(zhì)
學(xué)生對基本概念的運(yùn)用造成偏差的原因，主要是對概念的本質(zhì)掌握不牢、理解不準(zhǔn)，特別是對一些本質(zhì)屬性相似的概念更是如此。因此做題時經(jīng)常出現(xiàn)差錯。在教學(xué)的過程中，對有關(guān)概念進(jìn)行有目的地比較，讓學(xué)生辨別其區(qū)別與聯(lián)系很有必要。通過運(yùn)用比較分析的方法，有利于學(xué)生抓住概念的本質(zhì)要點(diǎn)和特征，從而更深刻地理解概念，啟發(fā)學(xué)生積極的抽象思維活動。元素是具有相同核電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱。再如分子和原子，物理變化與化學(xué)變化，化合反應(yīng)和分解反應(yīng)，溶解度與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)等概念也可以通過對比的方式找出它們之間的聯(lián)系和區(qū)別進(jìn)行辨析，使學(xué)生明確概念間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，加深印象，從而理解概念。
四、通過反面論證，加深對概念的理解
為了使學(xué)生更好地理解和掌握概念，教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生在正面認(rèn)識概念的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從反面或側(cè)面去逆向剖析，使學(xué)生從不同層次、不同角度去理解、掌握每一個概念。如對于“同種分子構(gòu)成的物質(zhì)一定是純凈物”這一概念，反過來問“純凈物一定由同種分子構(gòu)成嗎？”學(xué)生容易看出分子只是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，構(gòu)成物質(zhì)的微粒除了分子外，還有原子、離子。如鐵是純凈物，但是鐵是由鐵原子構(gòu)成的。氯化鈉是純凈物，但是氯化鈉是由鈉離子和氯離子構(gòu)成的。再如，元素具有相同的核電荷數(shù)（即核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)）同一類原子的總稱。這一概念，可理解為同種元素的粒子中質(zhì)子數(shù)一定相同。如氧元素里的16O、17O、18O三種原子都具有相同的質(zhì)子數(shù)（質(zhì)子數(shù)均為8）；氯元素里的氯原子與氯離子的質(zhì)子數(shù)相同（質(zhì)子數(shù)均為17）。但是反過來問“質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定是同種元素嗎？”如鈉離子與銨根離子具有相同的質(zhì)子數(shù)，但它們不是同種元素。教學(xué)中要及時指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用反面論證的方法，對所學(xué)概念反復(fù)認(rèn)識，以達(dá)到深刻理解概念的目的。
五、通過練習(xí)鞏固，靈活應(yīng)用概念
對難理解的概念還可以從不同的角度設(shè)計練習(xí)題，使學(xué)生能夠靈活地應(yīng)用這些概念。事實(shí)證明，一道好的、典型的習(xí)題，不但能起到檢驗(yàn)被試者是否準(zhǔn)確記憶和理解概念的作用，還能提供從多方面深入認(rèn)識概念的機(jī)會，甚至還能起到深化和發(fā)展概念的作用。通過教師精心設(shè)計或篩選出來的質(zhì)量較高、對應(yīng)性較強(qiáng)的習(xí)題，經(jīng)過練習(xí)之后，會把學(xué)生認(rèn)識概念的水平提高到一個較高的層次。
六、抓住概念的關(guān)鍵詞，靈活記憶
一、帶電粒子在電場中的平衡[ 圖1]
例1 如圖1，勻強(qiáng)電場方向與水平線間夾角[θ＝30°]，方向斜向右上方，電場強(qiáng)度為[E]，質(zhì)量為[m]的小球帶負(fù)電，以初速度[v0]開始運(yùn)動，初速度方向與電場方向一致.
（1）若小球的帶電荷量為[q＝mgE]，為使小球能做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)對小球施加的恒力[F1]的大小和方向各如何？
（2）若小球的帶電荷量為[q＝2mgE]，為使小球能做直線運(yùn)動，應(yīng)對小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何？
解析 （1）如圖2，欲使小球做勻速直線運(yùn)動，必使其合外力為0.
設(shè)對小球施加的力[F1]與水平方向夾角為[α]，則
[F1cos α＝qEcos θ]
[F1sin α＝mg＋qEsin θ]
解得[α＝60°]，[F1＝3mg]
恒力[F1]與水平線夾角60°斜向右上方．
圖2 圖3
（2）為使小球能做直線運(yùn)動，則小球所受合力的方向必和運(yùn)動方向在一條直線上，故要求力[F2]和[mg]的合力和電場力在一條直線上．當(dāng)[F2]取最小值時，[F2]垂直于[F].
故[F2＝mgsin 60°＝32mg]
方向如圖3，與水平線夾角60°斜向左上方．
點(diǎn)評 分析帶電粒子力學(xué)問題的方法與純力學(xué)問題的分析方法一樣，學(xué)會把電學(xué)問題力學(xué)化．分析方法是：
1．確定研究對象．如果有幾個物體相互作用時，要依據(jù)題意，適當(dāng)選取“整體法”或“隔離法”，一般是先整體后隔離．
2．對研究對象進(jìn)行受力分析．
3．列平衡方程[(F合＝0]或[Fx＝0，F(xiàn)y＝0).]
二、帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動
例2 如圖4，在絕緣水平面上，有相距為[L]的[A]、[B]兩點(diǎn)，分別固定著兩個帶電荷量均為[Q]的正電荷．[O]為[AB]連線的中點(diǎn)，[a、b]是[AB]連線上兩點(diǎn)，其中[Aa＝Bb＝L4]. 一質(zhì)量為[m]、電荷量為[＋q]的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動能[Ek0]從[a]點(diǎn)出發(fā)，沿[AB]直線向[b]運(yùn)動，其中小滑塊第一次經(jīng)過[O]點(diǎn)時的動能為[2Ek0]，第一次到達(dá)[b]點(diǎn)時的動能恰好為零，小滑塊最終停在[O]點(diǎn)，已知靜電力常量為[k]. 求：
圖4
（1）小滑塊與水平面間滑動摩擦力的大?。?/p>
（2）小滑塊剛要到達(dá)[b]點(diǎn)時加速度的大小和方向；
（3）小滑塊運(yùn)動的總路程[l路].
解析 （1）由[Aa＝Bb＝L4]，[O]為[AB]連線的中點(diǎn)可知[a、b]關(guān)于[O]點(diǎn)對稱，則[a、b]之間的電勢差為[Uab＝0]
設(shè)小滑塊與水平面間摩擦力的大小為[Ff]，滑塊從[ab]的過程，由動能定理，得
[q?Uab－Ff?L2＝0－Ek0]
解得[Ff=2Ek0L]
（2）根據(jù)庫侖定律，小滑塊剛要到達(dá)[b]點(diǎn)時受到的庫侖力的合力為
[F=kQq(L4)2-kQq(3L4)2=128kQq9L2]
根據(jù)牛頓第二定律，小滑塊剛要到達(dá)[b]點(diǎn)時加速度的大小為[a＝F+Ff3=128kQq9mL2+2Ek0mL]，方向由[b]指向[O](或向左)
（3）設(shè)滑塊從[aO]的過程中電場力做功為[W]，由動能定理，得
[W－Ff?14L＝2Ek0－Ek0]
解得[W＝1.5Ek0]
對于小滑塊從[a]開始運(yùn)動到最終在[O]點(diǎn)停下的整個過程中，由動能定理，得
[W－Ff?l路＝2Ek0－Ek0]
解得[l路=1.25L]
點(diǎn)評 1．利用力和運(yùn)動的關(guān)系――牛頓運(yùn)動定律和勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的結(jié)合．即受力和初速度決定運(yùn)動，運(yùn)動反映受力．這是一切力學(xué)問題的分析基礎(chǔ)，特別適于恒力作用下的勻變速直線運(yùn)動．
2．利用功、能關(guān)系――動能定理及其他力的功能關(guān)系(如重力、電場力、摩擦力等)及能的轉(zhuǎn)化守恒，無論恒力作用、變力作用、直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動皆可．
3．計算電場力做功常用方法
（1）[WAB＝qUAB](普遍適用)
（2）[W＝qE?s?cosθ](適用于勻強(qiáng)電場)
（3）[WAB＝－ΔEp](從能量角度求解)
（4）[W電＋W非電＝ΔEk](由動能定理求解)
三、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)
例3 如圖5，一個帶電粒子從粒子源飄入(初速度很小，可忽略不計)電壓為[U1]的加速電場，經(jīng)加速后從小孔[S]沿平行金屬板[A、B]的中心線射入，[A、B]板長為[L]，相距為[d]，電壓為[U2].則帶電粒子能從[A、B]板間飛出應(yīng)該滿足的條件是（ ）
[粒子源]
圖5
A. [U2U1
C. [U2U1
解析 根據(jù)[qU1＝12mv2]，再根據(jù)[t＝Lv]和[y＝12at2＝qU22md(Lv)2]，由題意，[y
點(diǎn)評 1. 粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)類似于平拋運(yùn)動的分析處理，將運(yùn)動沿兩互相垂直方向分解，即沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動，沿電場方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，然后應(yīng)用運(yùn)動的合成和分解的知識處理.
2. 若不同的帶電粒子是從靜止經(jīng)同一加速電壓[U0]加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的，則粒子的偏轉(zhuǎn)距離[y=U2L24U1d],與粒子的[q、m]無關(guān)，僅取決于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場．即不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們在電場中的偏轉(zhuǎn)距離總是相同的．
四、帶電粒子在電場中的圓周運(yùn)動
例4 如圖6甲，場強(qiáng)大小為[E]、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場內(nèi)存在一豎直平面內(nèi)半徑為[R]的圓形區(qū)域，[O]點(diǎn)為該圓形區(qū)域的圓心，[A]點(diǎn)是圓形區(qū)域的最低點(diǎn)，[B]點(diǎn)是最右側(cè)的點(diǎn). 在[A]點(diǎn)有放射源釋放出初速度大小不同、方向均垂直于場強(qiáng)向右的正電荷，電荷的質(zhì)量為[m]，電荷量為[q]，不計重力. 求：
[甲 乙]
圖6
（1）電荷在電場中運(yùn)動的加速度多大？
（2）運(yùn)動軌跡經(jīng)過[B]點(diǎn)的電荷在[A]點(diǎn)時的速度多大？
（3）某電荷的運(yùn)動軌跡和圓形區(qū)域的邊緣交于[P]點(diǎn)，[∠POA＝θ]，請寫出該電荷經(jīng)過[P]點(diǎn)時動能的表達(dá)式；
（4）若在圓形區(qū)域邊緣有一接收屏[CBD]，[C、D]分別為接收屏最邊緣的兩點(diǎn)，如圖6乙，[∠COB＝∠BOD＝30°]，則該屏上接收到的電荷的末動能大小的范圍多大？
解析 （1）由[F= Eq]及[F=ma]，得加速度
[a＝Eq/m] ①
（2）設(shè)電荷在[A]點(diǎn)的速度為[v0]，它從[A]運(yùn)動到[B]，做類平拋運(yùn)動
則水平方向[R＝v0t] ②
豎直方向[R＝at2] ③
由①②③得[v0＝EqR2m].
（3）設(shè)某電荷在[A]點(diǎn)的速度為[v0′]，該電荷在[P]點(diǎn)的動能為[EKp]，它從[A]運(yùn)動到[P]，由動能定理，得
[Eq(R－Rcosθ) ＝EKp-12mv0′2] ④
由類平拋規(guī)律，得
[Rsinθ＝v0′t] ⑤
[R－Rcosθ＝12at2] ⑥
由①④⑤⑥得[EKp=14EqR(5－3cosθ)]．
（4）由第（3）問的結(jié)論可以看出，當(dāng)[θ]從0°變化到180°，接收屏上電荷的動能逐漸增大，因此[D]點(diǎn)接收到的電荷的末動能最小，[C]點(diǎn)接收到的電荷的末動能最大.
[EkD=14EqR(5－3cos60°)=78EqR]
[EkC＝14EqR(5－3cos120°)＝138EqR]
一、歸納對比，培養(yǎng)比較概括能力
歸納推理與演繹推理不同，演繹推理是由一般到個別，即從一般性的結(jié)論判斷出發(fā)，推之于個別也具一般事物的那種特性；歸納推理是由個別到一般，由觀察實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)找到個別事物有某種特性，而這個別事物的同類，也具有那種特性，那么這同類事物就具有那種特性了。而對比（比較）是確定現(xiàn)實(shí)對象及其現(xiàn)象異同的一種思維過程；概括是把比較中抽取出來的本質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行綜合。
物理教學(xué)中要善于從形式和本質(zhì)兩方面引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知物理現(xiàn)象或物理知識的相似點(diǎn)與差異點(diǎn)，以培養(yǎng)對比、概括能力。我們在進(jìn)行物理概念教學(xué)時，就常用異中求同法。如通過火車在軌道上行駛，飛機(jī)在高空飛行，蟲子在地上爬行，人在路上行走等各種運(yùn)動形式中，找出其共同點(diǎn)：一個物體相對另一物體的位置發(fā)生了變化，從而概括出“機(jī)械運(yùn)動”的概念。亦可在學(xué)了有關(guān)時間與時刻，路程與位移，電壓、路端電壓、電勢、平衡力、作用力與反作用力，動通定理、動量定律，機(jī)械守恒定律、動量守恒定律以后，用圖表進(jìn)行對比。
二、聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)分析綜合能力
分析和綜合是思維的基本過程。分析是把整體分解為部分，把復(fù)雜的事物分解為最簡單的要素，然后分別加以研究的一種思維方法。綜合則是把對象的各個部分、各個方面和各種因索聯(lián)系起來的一種思維方法。例如在力學(xué)中，研究物體的運(yùn)動狀態(tài)和所受的外力（即與其他物體的相互作用）的關(guān)系時，問題就比較復(fù)雜，學(xué)生普遍感到很不易掌握。但如果用“隔離法”進(jìn)行分解教學(xué)，首先把要研究的對象和其對象（物體）“隔離”開來，而后逐一分析，從各個側(cè)面去分析該物體收到其他物體的作用力的性質(zhì)（重力、彈力、摩擦力等），求出合力；再研究物體的質(zhì)量和所受的合力與外力的關(guān)系，從而得到“一個物體運(yùn)動的速度的變化率和外力成正比”的結(jié)論。這便是力學(xué)研究中常用的分析法。
分析和綜合是相互聯(lián)系的：分析是綜合的基礎(chǔ)，綜合是分析的目的。沒有分析就不能綜合，沒有綜合分析就毫無意義。在認(rèn)識物理現(xiàn)象的過程中，分析和綜合總是交替進(jìn)行的，二者相互依存，相互制約。如教學(xué)直流電規(guī)律時，先讓學(xué)生學(xué)習(xí)電流、電壓、電阻以及串并聯(lián)電路的特征等，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)部分電路的歐姆定律，這便是在分析基礎(chǔ)上的第一次綜合。這時學(xué)生對直流電規(guī)律的認(rèn)識仍囿于部分電阻即一段電路上的。待學(xué)習(xí)電動勢概念，分析電流通過內(nèi)外電路電壓降落的情況及能量變化情況，得到閉合電路歐姆定律，即全電路歐姆定律后，學(xué)生才對電路的部分和整體及各種因素的相互制約關(guān)系獲得較為完整的認(rèn)識。所以，對物理綜合問題的教學(xué)，先要引導(dǎo)學(xué)生分析，研究復(fù)雜現(xiàn)象包含的物理過程，及其解決的方法，再引導(dǎo)學(xué)生綜合，把各物理過程連成一個整體思考求解。從而使學(xué)生養(yǎng)成分析綜合的良好習(xí)慣，培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力。