本节是静电场知识的一个应用。内容三大件:加速、偏转、示波器。本节本无难点,前提是熟悉牛顿运动定理、匀变速直线规律、功能关系这种热学中的重要规律。将电场中的电场力移步到热学规律中就行。
中学生觉得难,思索有以下缘由:
“盲目性”。电场、微观粒子的不可见性,都需脑补,与热学相比,研究对象缺乏了形象性、直观性。
换了几个名词。侧移量取代了平抛运动中匀加速方向的位移大小,偏转角取代了速率与水平方向倾角。
已知、未知量的变化。平抛中一般通过竖直方向运动求运动时间,电场偏转中常用水平方向运动求时间。
受力的通常性。平抛运动中,受力就是一个重力,加速度不变,匀强电场中偏转时,电场力还需经过已知量逐渐推论,电场中的基础知识不太熟悉的话,就对加速度无从下手。这一点在恒力运动中已有感受,就是换一个力,换一个加速度,对中学生来说就似乎是一个新的知识点。
教学建议:
1.不画出平行板电容器,就在匀强电场中研究加速、偏转。直线加速问题不大。偏转时,将电场的场强方向和重力加速度方向在板书上画一致,试探电荷取为正电荷,类比平抛,将所谓的“侧移量”、“偏转角”两种场里对比演算一遍。之后再画出匀强电场的“场源”——极板。找极板间电压、间距、长度与上面估算中数学量的关联性。电场、重力场的对比估算应当不成问题带电粒子在电场中的运动,补上极板,也让中学生明白了极板只相当是一个电场力来源,遵守的运动规律还是热学规律,找准电场力是关键。熟悉静电场基础知识,和热学规律无缝对接就是学习静电场的突破方式。
2.示波器教学。单独加上水平、竖直方向的偏转电场时,估算带电粒子的落点,与偏转问题相比,弄成了一个单体多过程问题,直线加速、偏转、匀速。依次施加水平、竖直方向的偏转电场时,和平抛运动类比,相当于又多了一个方向的运动。
3.一个看似不是问题的问题——微观粒子有质量、但在电场中加速、偏转时不计重力。昏迷了一大批“物理困难户”,万思不得其解,明明有质量,怎就不计重力呢?明明要无质量,重力肯定无法计;明明要有质量,重力也不一定非要计带电粒子在电场中的运动,计或不计的关键是看重力在粒子所受合力中的占比。有质量肯定有重力,天经地义,但若这个重力对粒子运动的影响相比其他力完全可可无视,计的价值何在?没有影响力,就不会有存在感。粒子世界这么,人世间何尝不是?人、物一理,不比粒子的处境好多少。
静电场的学习:静电场基础知识+牛顿运动定理。
“毅”力“费”能+“逼迫自我发展”(F=ma;FORCEMEARISE)(翻译肯定不对,求大神点拨,赏钱全给您,不过“误伤”可能性大!)