淺談靜電場的環(huán)路定理與電勢教學(xué)

廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 周亞梅

淺談靜電場的環(huán)路定理與電勢教學(xué)

廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 周亞梅

本文針對靜電場的環(huán)路定理教學(xué)設(shè)計(jì)，闡述如何把握課堂教學(xué)的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何深入淺出地使學(xué)生更易理解內(nèi)容。

保守力 功 靜電勢能 電勢 無旋場

如何上好一堂課，如何進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)、教案的設(shè)計(jì)，如何進(jìn)行課堂導(dǎo)入、提問和板書，這些都是新教師所面臨的問題。教學(xué)重點(diǎn)是在授課時(shí)必須著重講解和分析的內(nèi)容，教學(xué)難點(diǎn)是指學(xué)生對理解有較大困難的內(nèi)容。這就要求教師授課時(shí)能夠思路清晰，對問題的闡述能夠深入淺出，啟發(fā)自然，從而講清重點(diǎn)，講徹難點(diǎn)。

本文通過靜電場的環(huán)路定理與電勢這一講授課的教學(xué)，用課堂口語化的形式具體闡述如何導(dǎo)入新課，如何設(shè)計(jì)教學(xué)并運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)語言完成教學(xué)，使非物理專業(yè)的學(xué)生能夠很快理解教學(xué)內(nèi)容。

一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入

剛才我們說了，電場除了具有力的性質(zhì)外還具有能量的性質(zhì)，這怎么理解？試驗(yàn)電荷 在電場中從靜止放開，在到電場力的作用下，速度增加，能量也增加，能量從哪里來呢？能量不會(huì)憑空產(chǎn)生，只能是從其他地方轉(zhuǎn)移進(jìn)來，在這一系統(tǒng)中，只有電場和電荷，電荷獲得能量，只能來源于電場，所以說電場具有能量的性質(zhì)。既然電場具有能量，我們怎么計(jì)算，怎么表現(xiàn)。我們知道能量在轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移的過程中需要力的作功 。所以我們就從電荷在電場中移動(dòng)電場力作功這一特點(diǎn)出發(fā)研究電場?？纯挫o電場力作功有什么特點(diǎn)，電場線是什么樣的，電場有著怎樣的性質(zhì)。如何根據(jù)電場力作功找到描述電場具有能量性質(zhì)的物理量——電勢。

教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，支配著教學(xué)的全過程，在分析教學(xué)內(nèi)容之前，教師首先必須明確教學(xué)目標(biāo)，即為什么要教這些內(nèi)容，通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生將獲得什么。由于知識間都是關(guān)聯(lián)的，該課堂導(dǎo)入通過在復(fù)習(xí)上節(jié)課的基礎(chǔ)上，把新舊知識聯(lián)結(jié)起來，很自然地引入新知識的學(xué)習(xí)，并讓學(xué)生明確目標(biāo)，統(tǒng)攬全局。

二、新課設(shè)計(jì)

第一個(gè)問題就是電場力作功。在力學(xué)部分我們也學(xué)了一些力的做功。重力、彈力、萬有引力做功，這些力做功有什么特點(diǎn)？大家還記得不，做功與路徑無關(guān)，僅與物體所在的始末位置有關(guān)，我們稱這樣的力為保守力。那么，我們看下電場力又有怎樣的特點(diǎn)？

圖1

那么試驗(yàn)電荷qo沿閉合路徑運(yùn)動(dòng)一周電場力做功：

新課的講授是一主要環(huán)節(jié)，在這一部分要能夠根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，并設(shè)想怎樣提出問題，如何逐步啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生理解新知，且能夠在一定時(shí)間內(nèi)掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)。

該部分通過復(fù)習(xí)舊知設(shè)問逐層遞進(jìn)的方法，通過試驗(yàn)電荷在點(diǎn)電荷形成的電場中移動(dòng)時(shí)，并擴(kuò)展到點(diǎn)電荷系，得到靜電場力所作的功只與路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置有關(guān)，而與路徑無關(guān)。即靜電場力是保守力。又緊接著在這一特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)學(xué)運(yùn)算得到靜電場的環(huán)路定理，從而說明靜電場是一無旋場。而為了更好地體現(xiàn)知識的整體性并更好地理解此性質(zhì)，又把該性質(zhì)與上節(jié)所學(xué)性質(zhì)結(jié)合，運(yùn)用生活中所熟悉的概念情景幫助學(xué)生更好地理解這一抽象概念特性。

[1]王少杰，顧 牡，王祖元．大學(xué)物理學(xué)（上冊）[M]．上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2013

[2]丁尚文，廉玉忠，許其州．高等數(shù)學(xué)（上冊）[M]．上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2008

ISSN2095-6711/Z01-2015-04-0165