《静电场知识网络图》及其应用.pdf
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- 静电场知识网络图 静电场 知识 网络图 及其 应用 下载 _其他资料_物理_高中
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1、静电场基础知识网络图及其应用静电场基础知识网络图及其应用 一、 静电场基础知识网络图 二、对静电场基础知识网络图的理解 一、 静电场基础知识网络图 二、对静电场基础知识网络图的理解 1、重构教材逻辑,恢复正确的因果关系、重构教材逻辑,恢复正确的因果关系 中学课本在建立“静电场”一章的知识体系时,采用的是从学生熟悉的“力” 、 “功”和“能”的角度 引入,进而建立起静电场的基本概念体系电场强度、电势差、电势、电场线、等势面等。 然而,这只是教学的逻辑,理论上讲,应该是先有场源电荷激发电场,电场就有电场强度、电势、电 势差及电场线、等势面等概念来描述其特点与分布,然后才是将试探电荷放进电场,从而受
2、到静电力、具 有电势能,试探电荷移动时才涉及到电场力的功。 “ 静电场基础知识网络图”首先从场源电荷 Q 出发,以描述静电场的基本概念“电场强度” 、 “电 势”为中心,搭建起静电场的核心概念体系,再进一步向左建立起形象直观描述电场强度分布、电势分布 的“电场线” 、 “等势面”概念这两步即建立起静电场本身的概念体系,也是试探电荷活动的背景。然 后,才将试探电荷放进电场,进而研究试探电荷在静电场中的受力与能量问题,以及运动过程中的静电力 做功问题。 特别值得一提的是,所谓库仑定律,其实是点电荷电场强度决定式 2 r Q kE 和静电力公式qEF 结 合而推导出来的: 22 r qQ k r Q
3、 kqqEF;对称的,两个电荷组成系统的静电势能公式 r qQ kE p 也 是点电荷的电势决定式 r Q k和电势能公式qE p 结合推导出来的: r qQ k r Q kqqE p 。 2、理清概念关系,搭建有机知识网络图、理清概念关系,搭建有机知识网络图 绝大部分中学资料将静电场的概念划分为两个相对独立的主题“静电场的力的性质”和“静电场的能 的性质” ,并在“力的性质”主题下囊括“电场强度” 、 “电场力” 、 “电场线”三个内容,在“能的性质” 主题下囊括“电势” 、 “电势能” 、 “等势面” ,及其与“力的性质”三个内容的关系。 上述这种划分,符合学生学习的循序渐进原则,但是,这
4、种划分一定程度上造成了这些概念间的割裂, “ 静电场基础知识网络图”则通过清晰的关系连接线,将这些人为割裂开的概念重新“缝合”为一个 层层递进的有机整体, 每两个概念之间都存在着直接的联系和清晰的逻辑关系。 学生拿到这幅知识网络图, 就可以对静电场这一章的众多概念及其关系做到一目了然,而不再觉得混乱复杂。 另一方面, “ 静电场基础知识网络图”还将几种典型电场囊括进来,使基础知识体系更加完整,符 合学生对教材基本内容的认知,也是应付具体题目时的必须讨论静电场基本概念,必然是在具体的静 电场中进行;同时, “ 静电场基础知识网络图”还将静电场的知识体系与力学的知识体系建立起直接的 联系这实际上就
5、是高中物理中静电场这一章的落脚点:研究带电粒子或导体在电场中运动变化问题。 电荷电荷 Q 电场强度 E 电势差 U 电势 静电力 F 静电力的功 W 电势能 Ep 电场线 等势面 电场电场电荷电荷 q 分布分布 12 2, . Q EkEEE r FqE F E q 静电平衡 AB AB W U q 电容器 点电荷 ABAB WqU 等量异种电荷 E WqEd 等量同种电荷 p WE p Eq p E q AAO U ABAB U E UEd E U E d 12 ,. Q k r 由高指低 你密我密 线面垂直 2 Qq Fk r p Qq Ek r 牛顿运动定律 动能定理、功能关系 能量守恒
6、定律 3、提供解题思路,终结经验试探解题法、提供解题思路,终结经验试探解题法 要求解某个物理量,或者该物理量的变化,就需要找到与这个物理量有关的一个关系,从这一关系入 手进行求解和分析。 “ 静电场基础知识网络图”将每一个概念对应的所有关系都构建在了图中,因此, 围绕某个概念看,有几条线指向这个概念,则就有几种求解或者分析该物理量的思路。 比如,分析电势能的变化,就有三种思路从静电力的功的角度( p EWF) 、从电势的角度 (qE p )或者从其他能量的变化的角度(能量守恒) ,分析静电力的功,有四种思路从静电力出 发、从电势差出发、从电势能出发,或者从动能变化、机械能变化出发,等等。 大部
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