教师招聘考试物理备考： 带电粒子在复合场中的运动 - 案例分析

给人改变未来的力量 教师招聘考试物理备考： 带电粒子在复合场中的运动——案例分析 相关推荐>>>内蒙古人事考试信息网：12月份招考信息汇总 在一次针对电场的一次检测中，某学生的解题过程如下： 题目：如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环上，套有一电荷量为+q的小球，处在水平方向的匀强电场和磁场中，已知小球所受的电场力与重力大小相等，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于竖直环面向里，求在环顶端a无初速释放小球，小球运动过程中所受的最大洛伦兹力；

问题：

(1)指出学生解答中的错误，分析错误产生的可能原因，给出正确的解法。 (2)给出一个教学思路，帮助学生掌握相关知识。 【参考解析】

(1)题中学生解答的错误在于将圆环的几何最低点当做是圆周运动的最低点。 若把物理放在重力场中，有绳或杆约束，那么根据变速圆周运动规律可知，最大速度的位置就是几何最低点，而本题中除了受重力外，还有电场力、洛伦兹力，不能简单认为速度最大处就是几何最低点。学生在解答这道题时，显然没有注意到这个问题。而本题中的最低点应是电场力和重力二者合力方向上的最低点。

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解： 给人改变未来的力量 (2)教师在这部分授课中，应注意让学生对知识点有深刻的理解，而不是让学生记住结论。只是记住结论，遇到有变通的情况，学生就会出错。下面是老师对这个知识点的授课思路。 教师：首先，我们来看一下本题考察的知识点是什么？ 学生：带电粒子在复合场中的运动。 教师：是的。任何运动情况，我们都要先分析物体的受力情况，由受力情况通过牛顿定律等判断运动情况。对于带电粒子在复合场中的运动，我们首要要看的是什么力？ 学生有说重力的，有说电场力的，有说洛伦兹力的。 教师：首先应该看重力。因为有些粒子的质量忽略，有些不能忽略，这是一个易错的点。所以遇到带电粒子在复合场中运动的情况，首先看带电粒子的重力是否需要考虑。从三方面来看：题目中是否明确说明；粒子运动与受力关系去判断；按一般情况处理。其次是判断电场力，看电场是否匀强，电场方向，粒子带电的正负。然后才看洛伦兹力，洛伦兹力永不做功。大家看看这道题中，小球受几个力的作用。 学生：竖直向下的重力，水平向左的电场力，运动时还会受到洛伦兹力。 教师：非常好。理清这些后，我们看看题的问题是求什么，求小球运动过程中最大的洛伦兹力。要求最大洛伦兹力，大家想到了什么？ 赤峰人事考试信息网：http://chifeng.offcn.com

给人改变未来的力量 学生：是。 教师：题目告诉小球做什么运动？ 学生：圆周运动。 教师：匀速吗？ 学生：不是。 教师：我们在学习的圆周运动中的知识，竖直面内的圆周运动，几何最低点小球的速度最大，有个条件还记得吗？ 学生：只受重力的作用。 教师：之前小球只受重力在竖直面内做圆周运动，小球在几何最高点的重力势能最大。这道题中，小球在几何最高点，重力势能也是最大，那么情况是不是一样的？ 学生：不一样，因为此题中小球还有电势能。 教师：那我们该怎么考虑这道题呢？ 学生：老师可不可以把小球的电势能与重力势能之和最大的点认为是等效最高点？ 教师：这个思路非常好。小球受多个保守力的时候，我们求这几个力的合力，合力方向小球的最高点，就是它的势能之和最大的点，我们就可以认为这个点是等效最高点。接下来的步骤是不是就很简单了？该怎么做？ 学生：对电场力和重力求合力，在合力方向上，小球的最低点时，小球的速度最大。用动能定理便可求出速度来。 教师：很好。现在大家知道这道题怎么做了。本题最关键的点在哪里，谁能告诉我？ 学生：受力分析不要漏力。 教师：是的。拿到一道题时，不要一看模型很熟悉，就直接套用模型规律。还是应该一步一步做好受力分析。 压强——案例分析 老师：这节课我们讲压强，同学们知道想想压强与哪些因素有关？ 学生：力的大小。 赤峰人事考试信息网：http://chifeng.offcn.com

老师：是的。还有别的吗？ 学生：受力面积的大小。 老师：是的，压强跟物体的受力面积也有关系。同学们把书翻到压强这一节，告诉我书上是怎么定义压强的呀？ 学生：压强：表示压力的作用效果。 老师：那我们可以总结出，压强是表示压力的作用效果，而且只与压力的大小和物体的受力面积大小有关系。是不是这样？ 学生：是。 老师：大家都理解压强了吧？ 学生：理解了。 老师：好，我们接下来学习压强的计算。 (1)对上述课堂实录进行评述。 (2)针对存在的问题，设计一个改进教学的方案(形式不限，可以是教学思路，教学活动等)。 【参考解析】 (1)从课堂的问答可以看出，学生们只是在课本中找到了老师提问的答案，而没有对这些知识的一个逻辑思考。这样的结果是学生死记硬背住了压强的概念和影响因素，而没有真正理解。学生在该课堂中也没有得到科学方法的训练。 中学物理教学有几个原则：科学性、教育性、艺术性相结合的原则；激发学习兴趣和探究欲望的原则；创设物理环境，突出观察、实验、探究的原则；启发思考、教给方法的原则；联系生活、技术、社会实际的原则。而该课堂中，授课老师是不符合这些原则的。 该案例中，老师使用的是教学方法中的谈话法，而运用谈话法的基本要求中有一条是：上课时，审慎地选择谈话方式逐一地把精心设计的谈话问题向学生提出，让学生回答，促使学生按照一定的逻辑顺序进行分析推理，独立地得出概念和规律。该课堂中，授课老师的问题没有做到这一点。 (2) 一、创设情境 引入新课 给人改变未来的力量 赤峰人事考试信息网：http://chifeng.offcn.com

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老师：出示图片并提出问题：用物理的语言描述这些事例，找出这些事例中所包含的共同特征？

学生：都有压力的作用，而且物体都发生了形变。 老师：请同学们分析一下它们各自又有什么不同的地方呢？

学生：有些形变厉害有些没那么厉害，有的接触面小有的接触面大，有些用力比较轻有些用力更重。

老师：我总结一下大家的意见，用物理的语言应该这样表述：这些图片的共同之处——都有压力，且都有形变。不同之处——压力的作用效果有差异，受力面积大小不同，作用力的大小也不同。那么，谁能够根据这些异同，提出一个可探究的问题？

学生：压力的作用效果跟什么因素有关？ 二、探究：压力的作用效果和什么因素有关？

老师：通过分析，大家认为压力的作用效果与哪些因素有关？ 学生：作用力的大小，受力面积的大小

老师：我们要研究跟其中一个因素的关系采用什么研究方法呢？ 学生：控制变量法 设计实验

老师：如何显示压力的作用效果？如何控制和改变压力、受力面积等变量？ 学生：各抒己见，提出各种方法。

老师：我总结一下大家的方法。可以用小桌陷入沙子的深度显示压力的作用效果；通过控制放在桌上砝码的个数控制压力大小；通过小桌的正放和倒放控制受力面积。老师在黑板上画下面三个图。

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进行实验 学生分组进行实验，老师巡视指导。 老师：比较乙和丙，能得出什么结论？ 学生：在压力相同时，受力面积越小，作用效果越明显。 老师：比较甲和乙，能得出什么结论？ 学生：在受力面积相同时，作用力越大，作用效果越明显。 老师：综合上面的结论，我们是不是可以得到压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关？ 学生：是。 老师：这就是我们今天要学习的概念——压强。我们在物理学中用压强表示压力的作用效果。那么，我们是不是知道了压强跟压力的大小和受力面积有关？ 学生：是。

老师：好，接下来我们就学习压强的计算。

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进行实验 学生分组进行实验，老师巡视指导。 老师：比较乙和丙，能得出什么结论？ 学生：在压力相同时，受力面积越小，作用效果越明显。 老师：比较甲和乙，能得出什么结论？ 学生：在受力面积相同时，作用力越大，作用效果越明显。 老师：综合上面的结论，我们是不是可以得到压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关？ 学生：是。 老师：这就是我们今天要学习的概念——压强。我们在物理学中用压强表示压力的作用效果。那么，我们是不是知道了压强跟压力的大小和受力面积有关？ 学生：是。

老师：好，接下来我们就学习压强的计算。

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