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透过几道高考题谈《静电场》的有效复习教学

文章来源:本站原创 发布时间:2011年03月04日 点击数:

 

有效教学,是指教师遵循教学活动的客观规律,通过一段时间的教学活动之后,使学生能以尽量少的时间、精力和物力投入,取得尽可能多的学习效果的过程。有效教学的过程是学生和老师不断的感受成功,收获成功的过程。高中物理《静电场》概念比较抽象,不能用感官直接感受,学生当初在学习的时候由于抽象思维能力和空间想象能力的局限,好多概念一直处于比较“混沌”的状态,方法、模型一直未能清晰,那么如何在高三一轮复习的时候“有效”的帮助学生克服上述弱点呢?下面结合近几年的高考题谈谈我的体会。

一、重视课本典型插图,透析电场规律:

10年江苏卷第5题)例1.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度Ex变化的图像如图所示。下列说法正确的是

AO点的电势最低            Bx2点的电势最高

Cx1-x1两点的电势相等      Dx1x3两点的电势相等

【答案】C

【解析】沿x轴对称分布的电场,由题图可得其电场线以O点为中心指向正、负方向,均先增大后减小,具有典型的对称性,而等量同种电荷中垂线上的电场分布就具有这种特征,由于沿电场线电势降落,所以O点电势最高,故A错误,B错误,D错误。由对称性可知C正确;

导向】 库仑定律是静电场的基本定律, 由库仑定律出发建立点电荷电场模型, 进而根据电场的叠加原理分析讨论清楚课本上等量异种电荷和等量同种电荷的电场的空间分布规律, 有助于学生理解典型电场线和等势面的特征, 为准确恰当地利用电场线和等势面分析具体问题提供了重要的保证,因此吃透课本典型插图, 将有助于学生解决各种电场的具体问题, 是电场复习的重要内容。有利于学生更深刻地把握电场规律, 以不变应万变从容面对高考。

二、通过课本演示实验,掌握科学研究方法:

10年北京卷第18题)例2.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变,若

A.保持S不变,增大d,θ变大

B.保持S不变,增大d,θ变小

C.保持d不变,减小S,θ变小

D.保持d不变,减小S,θ不变

【答案】A

【解析】由平行板电容器 可知,保持S不变,增大d,电容C减小,而电荷量Q不变,由 可知电势差U增大,静电计指针偏角θ增大。故A对,B错;同理可知,保持d不变,减小S,电容C减小,电荷量Q不变,电势差U增大,静电计指针偏角θ增大。姑CD均错。

【导向】静电场知识富含科学研究方法和思维方法的内容, 复习教学中应充分利用课本着力挖掘方法教育的因素,对学生进行基本方法的训练,促使学生应用能力的提升。例如:像本题通过挖掘课本《电容器的电容》中的演示实验可以达到熟练掌握控制变量法,那就是: 要判断变化的量, 恰恰要抓住不变的量。根据这一思想, 可将此类问题的解题方法归纳为: 确定不变量( 有源状态 U 不变, 无源状态 Q 不变) , 抓住主变量( ds、等) , 利用基本规律分析因变量( CQUE )

三、掌握基本方法,提升综合应用能力:

10年天津卷第12题).例3.质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图,MN为两块水平放置的平行金属极板,板长为L,板右端到屏的距离为D,且D远大于L 为垂直于屏的中心轴线,不计离子重力和离子在板间偏离 的距离。以屏中心O为原点建立 直角坐标系,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向。

1)设一个质量为 、电荷量为 的正离子以 速度 沿 的方向从 点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿 方向场强为E的匀强电场,求离子射到屏上时偏离O点的距离

2)假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验 结果计算未知离子的质量数。

上述装置中,保留原电场,再在板间加沿 方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从O'点沿 方向射入,屏上出现两条亮线。在两线上取y坐标相同的两个光点,对应的x坐标分别为3.24mm3.00mm,其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板间运动时 方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度。

【答案】(1 214

【解析】(1)离子在电场中受到的电场力   …………………………

离子获得的加速度                   ……………………………

离子在板间运动的时间                 …………………………

到达极板右边缘时,离子在+y方向的分速度   …………………

离子从板右端到达屏上所需时间  ……………………………………

离子射到屏上时偏离O点的距离

由上述各式,得     ……………………………………………

2)设离子电荷量为q,质量为m,入射时速度为v,磁场的磁感应强度为B,磁场对离子的洛伦兹力

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

已知离子的入射速度都很大,因而粒子在磁场中运动时闻甚短。所经过的圆弧与圆周相比甚小,且在板中运动时,OO'分逮度总是远大于在x方向和y方向的分速度,洛伦兹力变化甚微,顾可作恒力处理,洛伦兹力产生的加速度

……………………………………⑧

是离子在 方向的加速度,离子在 方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动,到达极板右端时,离子在 方向的分速度

       ……………………………………………………⑨

离子飞出极板到达屏时,在 方向上偏离 点的距离

……………………………………………………⑩

当离子的初速度为任意值时,离子到达屏上时的位置在 方向上偏离 点的距离为 ,考虑到⑥式,得

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

由⑩、⑾两式得

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

其中

       上式表明, 是与离子进入板间初速度无关的定值,对两种离子均相同,由题设条件知, 坐标3.24mm的光点对应的是碳12离子,其质量为 坐标3.00mm的光点对应的是未知离子,设其质量为 ,由⑿式代入数据可得

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

                     故该未知离子的质量数为14

【导向】复习时通过典型题的训练让学生掌握匀变速曲线运动中常用的“分解法”这种基本方法,侧重解决带电粒子(物体)在匀强电场及匀强磁场中的运动问题,提高分析综合能力,是复习的重点方向.在复习教学中, 应引导学生根据问题的具体情境灵活选取不同的分解方法, 以提高学生的灵活应用能力。

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