高中物理情境習(xí)題化，提高學(xué)生分析綜合能力

唐利民

摘 要：物理來(lái)源于生活，但高于生活;很多抽象的物理概念、原理和方法必須通過(guò)習(xí)題的情境才能幫助理解，從而獲得對(duì)物理知識(shí)的掌握，筆者通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用的情境習(xí)題化為例，談?wù)勥@種方法在教學(xué)中有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng);物理情境;習(xí)題

物理來(lái)源于生活，但高于生活;很多抽象的知識(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)之后感覺(jué)理解了，但一做題就會(huì)錯(cuò)，甚至有些概念怎樣解釋學(xué)生都理解不了;學(xué)生在初中對(duì)物理有興趣，因?yàn)槌踔形锢砣菀讓W(xué);到了高中逐漸失去了學(xué)習(xí)物理的興趣，原因就是學(xué)不懂，不會(huì)做題;教師在授課的時(shí)候也感覺(jué)一講就會(huì)，一做就錯(cuò)，對(duì)所講授的知識(shí)掌握的不牢固，筆者認(rèn)為對(duì)于高中的物理的學(xué)習(xí)和講授，除了利用情境化的實(shí)驗(yàn)、實(shí)例之外，很多時(shí)候必須將情境習(xí)題化，利用經(jīng)典化的習(xí)題，設(shè)計(jì)具有梯度性的問(wèn)題，可以把高中物理的知識(shí)和方法牢固掌握，筆者在講授電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用的時(shí)候，恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用了物理情境習(xí)題化的方法，利用了四道例題，讓學(xué)生在情境習(xí)題化中掌握電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用的有知識(shí)和方法，效果比較好。

一、電磁感應(yīng)中公式與的區(qū)別應(yīng)用

筆者在新課學(xué)習(xí)的時(shí)候反復(fù)強(qiáng)調(diào)適用圓形導(dǎo)導(dǎo)線圈中磁場(chǎng)變化一般求平均值用。而是適用直導(dǎo)線切割磁場(chǎng)線一般求瞬時(shí)值用，將這種抽象的情境習(xí)題化。

例1.如圖（1）所示：兩端開口半徑為r的裸導(dǎo)體圓環(huán)，右端與固定電阻相連，左端上架一長(zhǎng)度大于2r的裸導(dǎo)體MN，電路的固定電阻為R1=R，其余電阻忽略不計(jì)，圓環(huán)形導(dǎo)軌處在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如果環(huán)內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MN從圓環(huán)的左端滑到右端所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，求

（1）導(dǎo)體勻速運(yùn)動(dòng)到圓心處時(shí)通過(guò)電阻R1的電流方向和大小.

（2）全過(guò)程中通過(guò)電阻R1的電荷量.

二、電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合的應(yīng)用

例2.如圖（2）所示，豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度為0.2m，金屬導(dǎo)體ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)，ab的電阻為0.4Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)體ab的質(zhì)量為0.2g，垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，當(dāng)導(dǎo)體ab自由下落0.4s時(shí)，突然閉合開關(guān)S，則：

（1）說(shuō)出S接通后，導(dǎo)體ab的運(yùn)動(dòng)情況

（2）導(dǎo)體ab勻速下落的速度是多少？（g取10m/s2）

設(shè)計(jì)分析：此題的情境比較經(jīng)典，通過(guò)該情境可以將電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合很好的考察：可以從簡(jiǎn)單的情境開始分析如圖（2.1），可以喚醒學(xué)生動(dòng)態(tài)力學(xué)變化思維過(guò)程。然后在此基礎(chǔ)上變化為題中的情況，在得出結(jié)論前先定性地分析出這種情況下一般會(huì)有幾種情況圖像如圖（2.2）所示，關(guān)鍵條件在重力mg與安培力的大小比較。解決了這個(gè)問(wèn)題，可以將試題的情境再變化難一點(diǎn)：將導(dǎo)軌傾斜放置，再考慮導(dǎo)軌是光滑和粗糙的兩種情況分析。這樣的情境設(shè)置由易到難，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，同時(shí)提高學(xué)生分析綜合能力。

【參考答案】（1）向下做加速度減少的減速運(yùn)動(dòng)。（2）v勻=0.5m/s

三、電磁感應(yīng)與電路的綜合應(yīng)用

例3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，磁場(chǎng)寬度l=3m，一正方形金屬框邊長(zhǎng)ad=l′=1m，每邊的電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如下圖所示.求：

（1）畫出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的I-t圖線;

（2）畫出ab兩端電壓的Uab-t圖線.

設(shè)計(jì)分析：此題是電磁感應(yīng)中難度比較大的問(wèn)題，沒(méi)有試題的情境，這類知識(shí)和方法很難與學(xué)生溝通，第一小問(wèn)的I-t的圖線還比較容易分析，易錯(cuò)點(diǎn)在時(shí)間的對(duì)應(yīng)上，這樣的問(wèn)題只用認(rèn)真做好過(guò)程示意圖才不容易錯(cuò)，也告訴學(xué)生其實(shí)解答物理試題好比建房子，做圖好比建房子的做圖紙，沒(méi)有規(guī)范的作圖，就沒(méi)有快速的解題思路。

第（2）問(wèn)的Uab-t圖線學(xué)生容易犯錯(cuò)，不會(huì)關(guān)注電勢(shì)高低的問(wèn)題，也就是Uab有正負(fù)之分;金屬框全部在磁場(chǎng)中沒(méi)有感應(yīng)電流就以為沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);出來(lái)磁場(chǎng)和進(jìn)入磁場(chǎng)情況認(rèn)為一樣，沒(méi)有關(guān)注在電磁感應(yīng)中充當(dāng)電源部分的情況;每一個(gè)過(guò)程的等效電路圖沒(méi)有意識(shí)去畫;這些都是學(xué)生在思考過(guò)程容易犯的問(wèn)題，對(duì)于初學(xué)這一章的同學(xué)遇到此類問(wèn)題肯定會(huì)犯錯(cuò)，解析之前讓學(xué)生先犯一些錯(cuò)誤，然后有針對(duì)性的分析，讓學(xué)生對(duì)這部分的知識(shí)和方法會(huì)記憶猶新。

【參考答案】：略

高中物理難學(xué)是沒(méi)有掌握學(xué)的方法，難教是沒(méi)有掌握教的方法;同時(shí)要知道學(xué)習(xí)物理是有套路，需要記憶。物理情境習(xí)題化主要應(yīng)用在比較抽象的知識(shí)的理解，或者具有綜合性的物理問(wèn)題的解決;特別適合優(yōu)生的培養(yǎng)和高三備考的復(fù)習(xí)上，可以有效地提高學(xué)生分析和解題能力。

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