第一篇：高中物理概念課教學(xué)研究總結(jié)

高中物理概念課教學(xué)研究

一.主題的確定: 高中物理難學(xué)，在很多學(xué)生心中已經(jīng)成為一個(gè)不可逾越的坎，是影響高中學(xué)習(xí)的一道“魔咒”，高中物理難學(xué)，也是大家“公認(rèn)”的事實(shí)。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，形成學(xué)生學(xué)習(xí)困難的原因之一是物理概念認(rèn)識(shí)不清、理解不透。針對(duì)學(xué)生的實(shí)際困難，立足高中物理教學(xué)大綱，根據(jù)心理學(xué)的原理，在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合不同類(lèi)型的物理概念特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)從感性具體到理性抽象，再回到理性具體的三個(gè)環(huán)節(jié)，探求一種有效的概念教學(xué)模式，以提高課堂教學(xué)的有效性。為了從根本上解決學(xué)生的實(shí)際困難,確定了該研究課題.二.研究具體方案

前期:

(1)高二物理教師開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查

(2)制定具體的課題研究方案 實(shí)施:

(1)深入研究相關(guān)理論

(2)課堂實(shí)驗(yàn)研究具體實(shí)施方案

(3)對(duì)兩個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行測(cè)試,作對(duì)比研究

再實(shí)施:(1)對(duì)第一輪實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行定性和定量分析,把搜集到的資料進(jìn)行歸納分析

(2)根據(jù)第一輪實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定解決物理概念教學(xué)的有效策略,操作方法

(3)進(jìn)行第二輪實(shí)驗(yàn),以進(jìn)一步證明哪些策略,操作方法有效.三.任務(wù)分工

課題負(fù)責(zé)人

:班富強(qiáng)

1.問(wèn)卷調(diào)查

李?lèi)?ài)玲

2.查閱文獻(xiàn),收集案例

孫保國(guó)

3.課堂實(shí)驗(yàn)

張小寧

4.對(duì)課堂實(shí)踐研究評(píng)價(jià)

全體教師

5.課堂再實(shí)驗(yàn)

張玉風(fēng)

6.課堂教學(xué)模式展示

吳志霞

7.寫(xiě)好研究論文

付聚周 8.論文指導(dǎo)下的教學(xué)案例

張小寧

四.形成共識(shí)

高中物理概念課就是基本概念和基本規(guī)律的教學(xué)活動(dòng)，如何上好一節(jié)物理概念課，讓學(xué)生對(duì)物理概念的形成和規(guī)律的理解至關(guān)重要，通過(guò)高二物理備課組全體任課教師認(rèn)真研討，最后形成一致共識(shí)：

1．認(rèn)真?zhèn)湔n是上好概念課的前提。

首先把教材閱讀兩遍，結(jié)合教學(xué)大綱確定本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，再對(duì)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析，看學(xué)生原有的對(duì)本節(jié)內(nèi)容的認(rèn)知水平，確定本節(jié)課哪些詳講.哪些略講提高教學(xué)效率。第二階段是討論研究，對(duì)本節(jié)的概念和規(guī)律老師們提出自己的見(jiàn)解，討論得出概念和規(guī)律的內(nèi)涵和外延，形成教案的初稿。最后老師間相互聽(tīng)課，汲取其他老師你認(rèn)為對(duì)你有用的東西，再補(bǔ)充到教案里。在這一點(diǎn)上我們組冉綱欣老師做得最好。

2、巧妙創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課

在進(jìn)行物理概念的教學(xué)時(shí)，必須創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理狀態(tài)或物理事實(shí)某一方面的特征，明確為什么要引入這個(gè)概念？這個(gè)概念是用來(lái)解決什么問(wèn)題的？可以根據(jù)新課題和學(xué)生的特點(diǎn)，通過(guò)聯(lián)系生產(chǎn)與生活實(shí)際、小故事、演示實(shí)驗(yàn)或?qū)σ延兄R(shí)的拓展深化等手段，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生的問(wèn)題情境，導(dǎo)入新課，激起學(xué)生的求知欲，比如在講牛頓第三定律時(shí)可以這樣創(chuàng)設(shè)情境，馬拉車(chē)加速前進(jìn)時(shí)是馬拉車(chē)的力大還是車(chē)?yán)R的力大，情景和問(wèn)題不能遠(yuǎn)離學(xué)生的生活實(shí)際和認(rèn)知水平。還可以上節(jié)課的知識(shí)檢測(cè)方式引入課題，以增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的聯(lián)系。

3、師生互動(dòng)，合作探究

獲取新知識(shí)的過(guò)程應(yīng)該是師生共同經(jīng)歷的互動(dòng)探究過(guò)程，主要包括經(jīng)歷物理概念的建立過(guò)程，經(jīng)歷物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，經(jīng)歷方法的探究過(guò)程。該過(guò)程可以生生互動(dòng)，師生互動(dòng)的方式進(jìn)行。

教師創(chuàng)設(shè)探究情景，引發(fā)探究問(wèn)題，或由學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、尋求答案、累積知識(shí)和探究方法。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景要從學(xué)生認(rèn)知上的不平衡性，通過(guò)學(xué)生的認(rèn)知沖突創(chuàng)設(shè)情景；聯(lián)系生活中的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)實(shí)的需要性創(chuàng)設(shè)情景；演示實(shí)驗(yàn)或課件展示，通過(guò)奇特現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情景。給學(xué)生提供展示自己學(xué)習(xí)成果的機(jī)會(huì)，激起爭(zhēng)辯，捕捉并處理好關(guān)鍵信息（正確信息和差異信息），引導(dǎo)學(xué)生客觀評(píng)析自己的研究結(jié)果，理性地接納他人的研究成果，形成正確、完善的一般性結(jié)論。

概念新授課中，重在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用概念說(shuō)明、解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象，解決有關(guān)的簡(jiǎn)單物理問(wèn)題的能力。通過(guò)討論的方式抓住概念的內(nèi)涵與外延、概念的構(gòu)成要素、概念的本質(zhì)特征、與相近概念的區(qū)別和聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理概念來(lái)分析、解決有關(guān)的物理問(wèn)題，在運(yùn)用中加深對(duì)概念的理解，形成自然記憶，促進(jìn)學(xué)生思維的積極性，充分暴露概念理解中的誤區(qū)，及時(shí)組織學(xué)生解決存在的問(wèn)題，糾正誤區(qū)，完善認(rèn)識(shí)。

4、評(píng)價(jià)矯正，總結(jié)補(bǔ)充

概念課重在幫助學(xué)生掌握概念建立的思維過(guò)程和由相鄰概念、相似概念、相反概念、并列概念、從屬概念等組成的系列概念，規(guī)律新授課重在幫助學(xué)生掌握規(guī)律探究的思維過(guò)程，即問(wèn)題情景、探究條件、探究方法、探究過(guò)程、表達(dá)形式、應(yīng)用方法等。讓學(xué)生自主回顧全課的知識(shí)和研究方法，對(duì)知識(shí)鏈接提出意見(jiàn)（自主構(gòu)建或合作構(gòu)建）和要求（要點(diǎn)和形式）。指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地與已有的知識(shí)和方法體系進(jìn)行鏈接，不要只關(guān)注知識(shí)的結(jié)論，要關(guān)注新知的形成過(guò)程和方法的探究過(guò)程。要注重與已有知識(shí)和方法的整合，實(shí)現(xiàn)能力提升。要高度概括，結(jié)而不散，為下節(jié)課埋

下伏筆，避免復(fù)述、羅列式小結(jié)。并指出本課的知識(shí)在高考中的地位，以什么樣的方式進(jìn)行考查等。

5、適時(shí)檢測(cè)，達(dá)標(biāo)演練

適時(shí)檢測(cè)學(xué)習(xí)效果，當(dāng)堂反饋發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)補(bǔ)救解決問(wèn)題，必須針對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)提供必要的問(wèn)題或習(xí)題讓學(xué)生解決，以深化、內(nèi)化對(duì)新課知識(shí)主干的理解，通過(guò)應(yīng)用使知識(shí)與方法得到整合，使學(xué)生能力得到提升。

概念課達(dá)標(biāo)演練的題目設(shè)置至少應(yīng)考慮三個(gè)方面：?jiǎn)蝹€(gè)新知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用，新課題下的不同新知識(shí)點(diǎn)的比較與結(jié)合應(yīng)用，新知識(shí)點(diǎn)與已有知識(shí)點(diǎn)的比較與結(jié)合應(yīng)用。設(shè)置達(dá)標(biāo)演練題，并提出解題的時(shí)間要求和規(guī)范要求。當(dāng)堂反饋，進(jìn)行必要的補(bǔ)救與完善。題目?jī)?nèi)容上要與學(xué)習(xí)目標(biāo)較好地對(duì)應(yīng)，體現(xiàn)落實(shí)性。題目數(shù)量上要與訓(xùn)練時(shí)間相匹配，保證過(guò)程性。題目難度上要有合適的梯度（不要超過(guò)例題和變式訓(xùn)練題的難度），做到針對(duì)性。題目功能上要有豐富的思維含量，突出方法性。解題氛圍上要限定做題時(shí)間和解題規(guī)范，提高實(shí)效性。補(bǔ)救教學(xué)一定要當(dāng)堂落實(shí)到位，要處理好不留教學(xué)欠帳與循序漸進(jìn)的關(guān)系。

附集體研討意見(jiàn)：

孫保國(guó)、張玉鳳：物理概念不僅是物理基礎(chǔ)理論知識(shí)的一個(gè)重要組成部分，也是學(xué)生通過(guò)邏輯推理方法，構(gòu)建知識(shí)體系的基本元素，學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程，就是要不斷地建立物理概念，弄清物理規(guī)律。如果概念不清，就不可能真正掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)，不可能有效構(gòu)建物理模型，不可能形成清晰的思維過(guò)程。在解決物理問(wèn)題時(shí)，常常表現(xiàn)出選擇題選不全，計(jì)算題審題時(shí)，由于對(duì)某些概念理解不到位，導(dǎo)致挖掘不出有效信息、不能快速建立未知量與已知量之間的聯(lián)系，解題效率低下。因此，在中學(xué)物理教學(xué)中，概念教學(xué)是一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)，搞好

物理概念的教學(xué)，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力在形成概念的過(guò)程中得到充分發(fā)展，是物理教學(xué)的重要任務(wù)。

路邦彥、尹國(guó)戰(zhàn)：引入物理概念可以通過(guò)一定的方法如：實(shí)驗(yàn)法，類(lèi)比法，邏輯推理法，無(wú)論采用什么方法一定要注意：使學(xué)生明確一個(gè)概念的物理意義，知道這個(gè)概念到底有什么作用；要盡量能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使其積極活動(dòng)，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。

李?lèi)?ài)玲、姬麗娟、吳志霞：可以通過(guò)設(shè)計(jì)思考題應(yīng)用概念建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)物理概念是為了能運(yùn)用概念進(jìn)行思維，運(yùn)用概念解決問(wèn)題。通過(guò)練習(xí)鞏固概念，形成良好的思維品質(zhì)，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。如何在課堂教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生快速準(zhǔn)確地把概念、定律用于解答具體的物理習(xí)題，教師的分析示范和歸納總結(jié)很重要，選擇典型習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析主要集中于“已知信息是什么？”“要達(dá)到的目的是什么？即求什么物理量？”在解決問(wèn)題的過(guò)程中，概念和原理就是建立未知量與已知量聯(lián)系的橋梁。教師先帶著學(xué)生分析問(wèn)題，深入挖掘題目的隱含條件、臨界條件、多過(guò)程結(jié)合點(diǎn)等，再引導(dǎo)學(xué)生分析、領(lǐng)會(huì)、思維過(guò)程，然后和學(xué)生一起分析問(wèn)題，最后讓學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題，并且自己獨(dú)立總結(jié)出解決這一類(lèi)問(wèn)題的思路和方法，提高解決問(wèn)題的能力，避免陷入題海，浪費(fèi)時(shí)間精力。

付聚周、冉剛欣： 教師在教學(xué)過(guò)程中，往往將大量的時(shí)間用于備課做題，缺乏分析研究學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)狀況、接受知識(shí)的能力，對(duì)于學(xué)生的知識(shí)能力有時(shí)估計(jì)過(guò)高，自己常常覺(jué)得有些物理概念很簡(jiǎn)單，學(xué)生自己一看就懂，沒(méi)有必要花費(fèi)時(shí)間去探討、挖掘物理概念的內(nèi)涵和外延，造成學(xué)生在最初就沒(méi)有真正理解有些概念，致使學(xué)生不易建立各個(gè)物理概念之間的聯(lián)系。

班富強(qiáng)、張小寧：物理概念理解不清，在做題時(shí)很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，只有深入挖掘其內(nèi)涵，通過(guò)各種題型的反復(fù)強(qiáng)化，搞清楚一個(gè)物理量的特征，才能避免錯(cuò)誤，提高做題準(zhǔn)確率。例如,研究電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理常采用圖像法，用縱軸表示外電壓，橫軸表示閉合電路的電流，畫(huà)出了一條傾斜的直線，直線的斜率等于電源的內(nèi)電阻，有的同學(xué)認(rèn)為斜率是圖線與橫軸夾角的正切值，造成這種錯(cuò)誤的原因是把數(shù)學(xué)中求直線斜率的方法照搬過(guò)來(lái)，沒(méi)有考慮物理問(wèn)題中縱橫坐標(biāo)的標(biāo)度不同，縱橫坐標(biāo)交點(diǎn)也不一定是（0、0)等因素。

第二篇：高中物理“磁場(chǎng)”教學(xué)研究

專(zhuān)題講座

高中物理“磁場(chǎng)”教學(xué)研究

張宇（北京市育英中學(xué)，高級(jí)教師）

一、磁場(chǎng)主題的學(xué)科知識(shí)的深層次理解

（一）《磁場(chǎng)》的知識(shí)結(jié)構(gòu)

本主題內(nèi)容按如下的線索展開(kāi)：

磁場(chǎng)概念的建立和描述——磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用——安培力和洛侖茲力的應(yīng)用。這樣安排，知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)比較清晰，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

本主題可以分為三個(gè)單元。第一單元主要內(nèi)容為：通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)有了一定的感性認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，利用科學(xué)的方法來(lái)描述磁場(chǎng)。本單元可以分為三節(jié)課。第 1 節(jié)在初中相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)磁體間的作用、小磁針指南北的性質(zhì)和奧斯特實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)象認(rèn)識(shí)到在磁體、地球和電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)，認(rèn)識(shí)到磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流之間的作用力是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。第 2、3 兩節(jié)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)的描述。磁場(chǎng)具有強(qiáng)弱和方向，磁場(chǎng)的這種性質(zhì)可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行定量描述，也可以用磁感線定性描述。第二單元學(xué)習(xí)磁場(chǎng)的一個(gè)性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力——安培力。第三單元學(xué)習(xí)磁場(chǎng)的另一個(gè)性質(zhì)：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力——洛倫茲力，以及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，里面穿插了洛侖茲力的應(yīng)用，尤其是在現(xiàn)代高新科技中的應(yīng)用。這樣安排，從初中知識(shí)講起，注重了循序漸進(jìn)，先宏觀后微觀，注重了知識(shí)的依次生成。

（二）《磁場(chǎng)》在學(xué)科知識(shí)體系中的地位及相互關(guān)系

學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象，頭腦中初步建立了磁場(chǎng)的概念。在本模塊我們剛剛學(xué)習(xí)了靜電場(chǎng)，對(duì)于磁場(chǎng)，可以通過(guò)和電場(chǎng)類(lèi)比進(jìn)行教學(xué)。比如磁感應(yīng)強(qiáng)度與電強(qiáng)場(chǎng)度類(lèi)比；磁感線與電場(chǎng)線類(lèi)比；安培力、洛倫茲力和電場(chǎng)力類(lèi)比。類(lèi)比是一種重要的學(xué)習(xí)方法，它不單單是從舊知識(shí)發(fā)展新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)對(duì)比，使學(xué)生辯析兩者的不同，從而對(duì)知識(shí)的理解更深入。另外，通過(guò)類(lèi)比學(xué)習(xí)，也可以發(fā)展學(xué)生的求同思維和變異思維，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

本主題內(nèi)容對(duì)學(xué)生的空間想象能力比較高，電流周?chē)拇艌?chǎng)、安培力和洛倫茲力等內(nèi)容都涉及到不同物理量之間的空間關(guān)系。在教學(xué)中注意通過(guò)立體圖和平面圖（三視圖）之間的轉(zhuǎn)化來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周，解決這類(lèi)問(wèn)題，對(duì)平面幾何中圓的知識(shí)應(yīng)用較多，通過(guò)習(xí)題訓(xùn)練，可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。

本主題涉及到很多實(shí)際應(yīng)用，課本中涉及到磁電式電流表、電視顯像管、回旋加速器、質(zhì)譜儀等，課后習(xí)題涉及到電流天平、速度選擇器、磁流體發(fā)電、電磁流量計(jì)等。通過(guò)這些內(nèi)容可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以使學(xué)生樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)，還可以訓(xùn)練學(xué)生把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成物理模型的能力。

注意物理學(xué)思想與方法的滲透。新課標(biāo)教材首次引入“電流元”這個(gè)物理量，就像質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、試探電荷一樣，電流元也是一個(gè)理想化模型。另外，電流元還涉及到“微元法”這一物理思想。其實(shí)我們?cè)谝龑?dǎo)學(xué)生分析電流在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)受力時(shí)，需要用到微元法，這次課改把微元法納入教材內(nèi)容，提醒我們?cè)谡n堂上應(yīng)該有意識(shí)、有步驟地滲透物理思想和方法。

本主題的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)是重要的基礎(chǔ)。比如選修 3-2 中電磁感應(yīng)、交流電和選修 3-4 中的電磁場(chǎng)和電磁波。

（三）對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的深入理解 1．磁感應(yīng)強(qiáng)度的幾種定義

磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)的基本物理量，已知一個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布，就可以確定運(yùn)動(dòng)電荷、電流在磁場(chǎng)中受到的作用力。磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 是和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E 相對(duì)應(yīng)的物理量。靜電場(chǎng)對(duì)電荷有作用力，靜電場(chǎng)可以用檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中各點(diǎn)受到的力來(lái)研究，電場(chǎng)強(qiáng)度 E 定義為 E=F/q。研究 磁場(chǎng)也要引進(jìn)一個(gè)檢測(cè)的物體，由于磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力，對(duì)通電線圈有力矩的作用，所以可以采用這三種物體作為檢測(cè)磁場(chǎng)的物體，采用不同的檢測(cè)物體，也就相應(yīng)地給出了磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的不同定義。

2.下面介紹常見(jiàn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的三種定義方法。

(1)用一段通電直導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力來(lái)定義

通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用，這種力叫做安培力。實(shí)驗(yàn)表明，如果直導(dǎo)線的長(zhǎng)度為 L，電流為 I，垂直放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，作用在導(dǎo)線上的安培力大小為 F=ILB。由此可以定義磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，即 B=F/(IL)。

這種定義方法是用一小段通電導(dǎo)線作為檢測(cè)物體，安培力能夠演示，形象直觀，便于學(xué)生接受。中學(xué)教科書(shū)多采用這種定義方法，在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室用來(lái)測(cè)量 磁感應(yīng)強(qiáng)度的電流天平就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。但是這種方法確定的是一小段通電導(dǎo)線所在范圍內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的平均值，只有對(duì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，給出的才是各點(diǎn)的 B ；對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不能給出各點(diǎn)的 B，因此，對(duì)學(xué)生建立磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念有不利之處。

(2)用通電矩形線圈受到的力矩來(lái)定義

面積為 S 的小矩形線圈，通以電流 I，當(dāng)線圈平面跟磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈所受磁場(chǎng)力的力矩為 M=BIS，由此可給出 B 的定義式，即 B=M/(IS)。

由于線圈等效于一個(gè)小磁針，線圈在磁場(chǎng)中受到的作用力相當(dāng)于小磁針受到的作用力。所以用線圈作為檢測(cè)物體來(lái)研究磁場(chǎng)，與歷史上對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程比較一致，某些普通物理教科書(shū)中有采用這種定義方法的，但是由于線圈總有一定的大小，所確定的也是線圈范圍內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的平均值，不能?chē)?yán)格地確定磁場(chǎng)中各個(gè)點(diǎn)的 B。

(3)用運(yùn)動(dòng)電荷受到的磁場(chǎng)力來(lái)定義

實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中要受到力的作用，這個(gè)力叫做洛倫茲力。運(yùn)動(dòng)電荷 在磁場(chǎng)中某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的大小跟電荷量 q、運(yùn)動(dòng)速度 v 以及該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 有關(guān)系，還跟運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向間的夾角有關(guān)系，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)的方向垂直于磁場(chǎng)時(shí)所受的磁場(chǎng)力最大，且 F=qvB，由此可給出磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的定義式，即 B=F/(vq)。

電磁學(xué)是研究電磁場(chǎng)與電荷間相互作用及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的，電磁場(chǎng)對(duì)電荷有作用 力，通過(guò)電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力引入了電場(chǎng)強(qiáng)度 E，與此對(duì)應(yīng)，通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力來(lái)引入磁感應(yīng)強(qiáng)度 B。從理論上講，這種定義 B 的方法也比較本質(zhì)、嚴(yán)謹(jǐn)，所以許多教科書(shū)中采用這種定義方法，但這種定義方法比較抽象，要求學(xué)習(xí)者有較高的抽象思維能力和推理能力。

磁感應(yīng)強(qiáng)度還有一個(gè)名稱(chēng)叫做磁通密度，即它在數(shù)值上等于通過(guò)與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積的磁通量大小，反映了該處磁感線的疏密情況。這種定義方法可以把描述磁場(chǎng)的兩種方法磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感線有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，便于學(xué)生理解。

3.《磁場(chǎng)》知識(shí)的拓展

磁的應(yīng)用非常廣泛，隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，和磁有關(guān)的霍爾元件得到廣泛應(yīng)用，我們下面主要介紹霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用。

霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于 1879 年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)也是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類(lèi)型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流 I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上，將產(chǎn)生電勢(shì)差為 U H 的霍爾電壓。

根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

由于通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測(cè)量出磁場(chǎng)，就可確定導(dǎo)線電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。

如果把霍爾元件按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)物體上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。根據(jù)脈沖信號(hào)就可以傳感出該運(yùn)動(dòng)物體的位移。若測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，則可以確定其運(yùn)動(dòng)速度。

2010 年北京高考就考察了霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用，題目如下：

23.（18 分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。本題在題干中介紹了霍爾效應(yīng)的現(xiàn)象和產(chǎn)生機(jī)理等相關(guān)知識(shí)，考察學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，建立物理模型，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在第 3 問(wèn)還提出一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題 “利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車(chē)行駛的里程。除此之外，請(qǐng)你展開(kāi)“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想。”本設(shè)問(wèn)給學(xué)生提供了一個(gè)對(duì)問(wèn)題進(jìn)一步探索研究的空間和平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用、關(guān)注社會(huì)、關(guān)注身邊的生活。應(yīng)該說(shuō)，這樣設(shè)問(wèn)，體現(xiàn)了課程改革的基本理念，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、對(duì)中學(xué)物理教學(xué)起到了良好的導(dǎo)向作用。

二、《磁場(chǎng)》主題的教學(xué)策略

《磁場(chǎng)》主題的教學(xué)重點(diǎn)是，第一，學(xué)生在認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的基礎(chǔ)上正確理解磁場(chǎng)的描述方法，即理解磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)概念以及磁感線的物理意義。第二，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線或運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，即安培力和洛倫茲力。本主題的難點(diǎn)是應(yīng)用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律來(lái)分析粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，以及和磁場(chǎng)有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用。

（一）《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)策略

磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一，是本主題的重點(diǎn)。磁感強(qiáng)度概念的引人、方向的規(guī)定、大小的定義都可以通過(guò)和電場(chǎng)強(qiáng)度類(lèi)比來(lái)學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生體驗(yàn)類(lèi)比這種科學(xué)研究方法。但磁感強(qiáng)度方向的規(guī)定用小磁針 N 極的受力方向，磁感強(qiáng)度的大小利用電流受力來(lái)定義，這又比電場(chǎng)強(qiáng)度定義更復(fù)雜，往往使學(xué)生產(chǎn)生混淆。

有的教材中引人電流元這個(gè)理想模型，就像質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、試探電荷一樣，電流元也是一個(gè)理想化模型。另外，電流元還涉及到“微元法”這一物理思想。在用 V-t 圖像求位移時(shí)，學(xué)生已經(jīng)接觸過(guò)微元法，電流元的引人可以讓學(xué)生進(jìn)一步體悟“微元法”這一物理思想。

磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值定義法來(lái)定義的。比值定義法 是物理中最常用的定義物理量的方法，類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度，結(jié)合微元法，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固比值定義法。

《磁感應(yīng)強(qiáng)度》教學(xué)案例

1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)，它的 N、S的指向是唯一確定的，撥動(dòng)它，它將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)它重新靜止時(shí)，又回到原來(lái)的指向。所以物理學(xué)中就把小磁針靜止時(shí) N 極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。或者說(shuō)，小磁針N極的受力方向或S極受力的反方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

問(wèn)題：小磁針確定磁場(chǎng)的方向非常方便，但無(wú)法確定N、S 極在磁場(chǎng)中的受力大小，怎么確定磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？

磁場(chǎng)除了對(duì)磁體有力的作用外，還對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用。我們可以根據(jù)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。請(qǐng)學(xué)生猜想磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力和哪些因素有關(guān)？

做好如圖所示的定性演示實(shí)驗(yàn)：

（1）磁場(chǎng)力大小和懸線的偏角正相關(guān)，為了現(xiàn)象明顯，懸線不能太短。演示時(shí)注意裝置的擺放，讓學(xué)生便于觀察偏角的大小。

（2）當(dāng)偏角不同時(shí)，要慢慢移動(dòng)磁體使導(dǎo)線相對(duì)于磁體的位置不變。（3）分別接通1、2和1、4，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，保持電流大小相同，比較偏角大小。

（4）保持通電部分長(zhǎng)度不變，改變電流的大小，比較偏角的大小。

定量實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直時(shí)，它受力的大小與導(dǎo)線的長(zhǎng)度 L 成正比，又與導(dǎo)線中的電流 I 成正比。即 F ∝ IL。或者 F/IL= 定值。這個(gè)定值的大小可以反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，定值越大，表明磁場(chǎng)越強(qiáng)。

為了反映磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，在物理學(xué)中，把很短一段通電導(dǎo)線中的電流 I 與導(dǎo)線長(zhǎng)度 L 的乘積 IL 叫做電流元。電流元和質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷一樣都屬于理想化模型。有了電流元這個(gè)模型，我們就可以定義 磁場(chǎng)中每一點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 , 即磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

定義：當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直時(shí)，若電流元 IL 在該點(diǎn)所受磁場(chǎng)力為 F，則磁感應(yīng)強(qiáng) 度 B 的大小大小等于 F 與 IL 的比值。

對(duì)于該定義，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：

? 磁感強(qiáng)度 B 的單位特斯拉 T 由定義式確定，1T=1NAm ? 定義的前提條件是導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直。

? 在磁場(chǎng)中同一點(diǎn)，F(xiàn)/IL= 定值。即某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與電流元 IL、及其受力 F 無(wú)關(guān)。

? 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的方向并非 F 的方向，二者互相垂直，B 的方向?yàn)樾〈裴?N 極的受力方向。

作為對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)概念的的復(fù)習(xí)鞏固，可對(duì)比磁場(chǎng)和靜電場(chǎng)，比較磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度的異同。兩者都用比值法定義物理量，其基礎(chǔ)是力與電荷量、電流元成正比，比值反映了場(chǎng)的強(qiáng)弱；二者也有明顯不同，從方向看，靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是相同或相反，而磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力方向與磁感強(qiáng)度的方向總垂直。從大小看，某試探電荷在電場(chǎng)中某位置受靜電力的大小是一定的，而某電流元在磁場(chǎng)中受的磁場(chǎng)力大小還與通電導(dǎo)線如何放置有關(guān)，定義式的成立條件是磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直。

（二）《磁感線》教學(xué)策略

用磁感線描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，由于有初中基礎(chǔ)和前面電場(chǎng)線的學(xué)習(xí)，理解起來(lái)并不困難。但由于磁感線的分布是空間的，而不是平面的，應(yīng)該通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)加深認(rèn)識(shí)，教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的空間想象力。可以采取 “一圖多畫(huà)”的辦法，即對(duì)于同一個(gè)物

-1-1理情景，從不同的角度用圖形來(lái)描繪，可以先畫(huà)出立體圖，然后轉(zhuǎn)化成不同的平面圖，像正視圖、側(cè)視圖和俯視圖。

《磁感線》教學(xué)案例

1.磁感線

明確曲線上每一點(diǎn)的切線方向跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致，或者說(shuō)與靜止于該點(diǎn)的小磁針 N 極所指的方向一致。

可以用鐵屑在磁場(chǎng)中的分布情況來(lái)模擬磁感線的形狀。這是因?yàn)榧?xì)鐵屑在磁場(chǎng)中磁化成小磁針，輕敲玻璃板，鐵屑就會(huì)有規(guī)則地排列起來(lái)，模擬出磁感線的形狀。

明確磁感線只是為了研究問(wèn)題方便而假想的一系列曲線，磁體周?chē)⒉徽嬲嬖诖鸥芯€。

引人磁感線后，讓學(xué)生對(duì)比電場(chǎng)線和磁感線，并明確： ? 兩者都用切線方向描述場(chǎng)的方向，用疏密描述場(chǎng)的強(qiáng)弱；

? 電場(chǎng)線是不閉合的，始于正電荷，終于負(fù)電荷；磁感線是閉合的，沒(méi)有起點(diǎn)和終點(diǎn)。學(xué)生明確了用磁感線來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向后，可以引導(dǎo)學(xué)生研究幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)，加深理解，同時(shí)也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供具體的磁場(chǎng)形式。

學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)條形磁體、蹄形磁體、同名磁極間、異名磁極間的磁感線。比較熟悉通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)。高中階段我們?cè)趶?fù)習(xí)以上磁場(chǎng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該把通電直導(dǎo)線和環(huán)形電流的磁場(chǎng)作為重點(diǎn)。

首先用細(xì)鐵屑模擬出通電直導(dǎo)線的磁感線，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到通電直導(dǎo)線周?chē)拇鸥芯€是以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓。然后用小磁針來(lái)確定磁感線的方向。把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用圖形表示出來(lái)，和學(xué)生共同總結(jié)出安培定則。

為了培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，可以引導(dǎo)學(xué)生做一做圖形轉(zhuǎn)換，先畫(huà)出通電直導(dǎo)線周?chē)艌?chǎng)的立體圖，然后轉(zhuǎn)換出平面圖。首先讓學(xué)生識(shí)記兩個(gè)表示方向的符號(hào) × 和 · 的意義，然后帶領(lǐng)學(xué)生畫(huà)出縱剖圖，圖中的符號(hào) × 和·表示磁感線的方向。接著再讓學(xué)生畫(huà)出俯視圖和仰視圖，圖中的符號(hào) × 和·表示電流的方向。引導(dǎo)學(xué)生比較仰視圖和俯視圖，兩圖描述同一磁場(chǎng)的磁感線，一個(gè)是逆時(shí)針，而另一個(gè)是順時(shí)針，所以我們描述環(huán)形磁場(chǎng)方向的時(shí)候，必須明確觀察的角度。由于磁感線的分布是空間的，而不是平面的，所以我們有必要演示磁場(chǎng)的空間分布情況，圖中的實(shí)驗(yàn)裝置給學(xué)生看一看，學(xué)生馬上有豁然開(kāi)朗的感覺(jué)。

對(duì)于環(huán)形電流的磁場(chǎng)，從磁感線的描述、磁場(chǎng)方向的確定到安培定則的得出，由于有直導(dǎo)線的磁場(chǎng)作為鋪墊，教師只要做好演示實(shí)驗(yàn)，歸納和總結(jié)大可讓學(xué)生完成，一方面是給學(xué)生一個(gè)練習(xí)的機(jī)會(huì)，另一方面也可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)表述能力。

最后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生把環(huán)形電流和通電直導(dǎo)線以及通電螺線管的磁場(chǎng)做一做分析對(duì)比。我們可以把環(huán)形電流分割成無(wú)數(shù)個(gè)電流元，每一個(gè)電流元可以看成是一個(gè)通電直導(dǎo)線，環(huán)形電流的磁場(chǎng)可以認(rèn)為是這些電流元的磁場(chǎng)進(jìn)行矢量疊加得到的。從另一個(gè)角度看，環(huán)形電流也可以看作只有一匝的通電螺線管，從磁場(chǎng)分布情況看，通電螺線管可以等效成一個(gè)條形磁體，環(huán)形電流可以等效成一個(gè)小磁針。通過(guò)這樣的類(lèi)比，使學(xué)生對(duì)電流的磁場(chǎng)形成一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，另外等效思想也為學(xué)生分析具體問(wèn)題提供了一個(gè)非常方便的辦法。比如下面問(wèn)題：

如圖所示，兩個(gè)完全相同的閉合導(dǎo)線環(huán)掛在光滑絕緣的水平橫桿上，當(dāng)導(dǎo)線環(huán)中通有同向電流時(shí)(如下圖)，兩導(dǎo)線環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A.互相吸引，電流大的環(huán)其加速度也大 B.互相排斥，電流小的環(huán)其加速度較大 C.互相吸引，兩環(huán)加速度大小相同 D.互相排斥，兩環(huán)加速度大小相同

盡管學(xué)生還沒(méi)有學(xué)習(xí)左手定則，但我們可以用等效方來(lái)分析本題，把兩個(gè)環(huán)形電流等效成一對(duì)小磁針，靠近的兩端為異名磁極相互吸引，所以兩個(gè)導(dǎo)線環(huán)互相吸引，又由于牛頓第三定律，相互作用力大小相等，而兩環(huán)完全相同，由牛頓第二定律可知，兩環(huán)加速度大小相同。所以正確答案為 C。本題也可以把環(huán)形電流分割成無(wú)數(shù)的電流元，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的電流元電流方向相同，相互吸引。

2.分子電流假說(shuō)

安培分子電流假說(shuō)，盡管教學(xué)要求不高，但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維有非常重要的價(jià)值，使學(xué)生感受物理理論的和諧、統(tǒng)一。進(jìn)一步理解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，使學(xué)生體會(huì)由事物的表面現(xiàn)象挖掘其本質(zhì)原因的思維過(guò)程，培養(yǎng)思維的深刻性。

有必要讓學(xué)生知道，“假說(shuō)”是用來(lái)說(shuō)明某種現(xiàn)象但未經(jīng)實(shí)踐證實(shí)的命題。在物理規(guī)律和物理理論建立的過(guò)程中，假說(shuō)常常起著很重要的作用。它是在一定的觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括和抽象出來(lái)的。安培分子電流就是在“通電螺線管磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)極為相似”這一事實(shí)的啟發(fā)下，結(jié)合環(huán)形電流磁場(chǎng)的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)思維發(fā)展而產(chǎn)生出來(lái)的，這種從表面現(xiàn)象的簡(jiǎn)單相似到本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系的發(fā)展，體現(xiàn)了物理學(xué)深刻而又簡(jiǎn)潔之美。

安培電流假說(shuō)把電流的磁場(chǎng)和磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)很好地統(tǒng)一起來(lái)，利用它可以很好地解釋磁化和消磁這兩種物理現(xiàn)象。

（三）《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》教學(xué)策略

對(duì)于安培力的大小，在前面定義磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直的情況已經(jīng)了解，通過(guò)公式變形，很容易得到安培力大小的公式。這里需要學(xué)生理解當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)不垂直的情景，安培力大小如何確定。安培力、電流和磁感強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)中首先做好演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立三維坐標(biāo)系，標(biāo)清三者的方向，正確理解三者之間的空間關(guān)系，并得出左手定則。

安培力、電流和磁感強(qiáng)度三者方向的空間關(guān)系是培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的好題材，要使學(xué)生能夠看懂立體圖，并能熟悉地轉(zhuǎn)化成平面圖，如各個(gè)角度的側(cè)視圖、俯視圖和剖面圖。讓學(xué)生養(yǎng)成作圖分析問(wèn)題的良好思維習(xí)慣，需要一定量的習(xí)題來(lái)訓(xùn)練和鞏固。

學(xué)習(xí)安培力后，可以把安培力和靜力學(xué)及平衡狀態(tài)進(jìn)行綜合命題，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。通過(guò)練習(xí)，使學(xué)生樹(shù)立電磁學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為力學(xué)問(wèn)題、把陌生問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉問(wèn)題的轉(zhuǎn)換意識(shí)。這類(lèi)問(wèn)題，把三維立體情景轉(zhuǎn)化為同一平面內(nèi)的共點(diǎn)力平衡，做好平面受力圖，養(yǎng)成受力分析的好習(xí)慣，是解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。

《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》教學(xué)案例

1.安培力的方向

做好演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。記錄和分析的過(guò)程本身就是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的過(guò)程，要很好地把握。如圖，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果用三維坐標(biāo)圖記錄下來(lái)；并學(xué)習(xí)教材介紹的左手定則驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。分別改變磁場(chǎng)方向和電流方向，先讓學(xué)生用左手定則預(yù)測(cè)安培力的方向，然后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為了讓學(xué)生熟練掌握左手定則，這時(shí)可以安排練習(xí)讓學(xué)生熟悉左手定則的應(yīng)用。比如下題。

在下列各圖中，分別標(biāo)出了磁場(chǎng) B 的方向，電流 I 方向和導(dǎo)線所受安培力 F 的方向，其中正確的是

當(dāng)然本題也可以改編為電流、磁感線、安培力三個(gè)方向，知道其中兩個(gè)，判斷第三個(gè)物理量的方向。

對(duì)于導(dǎo)線和磁感線方向不垂直的情況，往往學(xué)生感到困難，先讓學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)磁極，使磁感線和導(dǎo)線方向夾角不是 90 度，學(xué)生通過(guò)懸掛導(dǎo)線的偏轉(zhuǎn)認(rèn)識(shí)到，安培力的方向不變，大小減小。然后作圖分析。比如圖中的情形，磁感線和電流方向不垂直，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知安培力的方向垂直紙面向里。這里，可以和學(xué)生一起復(fù)習(xí)立體幾何的一個(gè)定理：如果一條直線垂直于平面內(nèi)兩條相交的直線，則該直線和平面垂直。可見(jiàn)，不管電流和磁感線夾角如何，安培力一定既垂直于電流，也垂直于磁感線，即垂直于電流和磁感線所確定的平面。這種情形也可以用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，但注意磁感線是傾斜穿過(guò)掌心。如圖所示的情形，安培力應(yīng)該垂直紙面向里。分析下面習(xí)題：

關(guān)于左手定則的使用，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.在電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力三個(gè)物理量中，知道其中任意兩個(gè)量的方向，就可以確定第三個(gè)量的方向

B.知道電流方向和磁場(chǎng)方向，可以唯一確定安培力的方向 C.知道磁場(chǎng)方向和安培力的方向，可以唯一確定電流的方向 D.知道電流方向和安培力的方向，可以唯一確定磁場(chǎng)方向

我們知道，不管電流與磁場(chǎng)夾角如何，安培力方向不變，所以知道電流方向和磁場(chǎng)方向，可以唯一確定安培力的方向。所以正確選項(xiàng)是Ｂ。

左手定則涉及三個(gè)物理量的方向，三維圖的立體感強(qiáng)，具有直觀、形象、逼真等特點(diǎn)，而學(xué)生的空間想象力還不強(qiáng)，教學(xué)中要重視對(duì)三維圖形的識(shí)讀訓(xùn)練。2009 年北京高考第 23 題以電磁流量計(jì)為背景命題，很多考生就是因?yàn)閷?duì)電磁流量計(jì)的立體圖讀不懂而導(dǎo)致丟分。但三維圖在表達(dá)方向、夾角和力的圖示等方面不如二維圖形表達(dá)得清楚、準(zhǔn)確，因此，有效地訓(xùn)練如何恰當(dāng)?shù)赜糜脗?cè)視圖、俯視圖和剖面圖等表達(dá)很有必要。比如讓學(xué)生練習(xí)把圖示的立體情景轉(zhuǎn)換為平面圖。2.安培力的大小

首先讓學(xué)生明白兩種特殊情況。從磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的定義式變形，很容易得到電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力 F=BIL。另外，讓學(xué)生明確當(dāng)電流和磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力為 0.再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)等效替代關(guān)系，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行矢量分解，把磁感強(qiáng)度 B 沿平行于電流和垂直于電流兩個(gè)方向分解為 B2 和 B1。則 B2 分量對(duì)電流的安培力為零，所以磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力為 B1分量對(duì)電流的安培力。

這里應(yīng)該讓學(xué)生體會(huì)由特殊到一般的研究思路以及等效替代的物理思想。明確了安培力的大小和方向，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生把安培力和電場(chǎng)力做對(duì)比：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的靜電力是一定的，方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向同向或反向。而電流在磁場(chǎng)中受到的安培力大小和電流與磁感線的夾角有關(guān)，方向與磁感強(qiáng)度的方向垂直。

安培力的規(guī)律學(xué)完后，我們可以和學(xué)生分析兩根平行通電導(dǎo)線之間力的作用，作為安培力知識(shí)的應(yīng)用。以習(xí)題的形式給出以下問(wèn)題讓學(xué)生分析：

兩根平行的通電導(dǎo)線，其電流方向如圖所示，請(qǐng)分析：(1)I1 在 I2 處產(chǎn)生磁場(chǎng) B1 方向？(2)I2 受到 I1 磁場(chǎng)的作用力如何？(3)I1 受到 I2 磁場(chǎng)的作用力如何？

分析時(shí)注意引導(dǎo)學(xué)生做出平面圖，可以畫(huà)出正視圖（剖面圖）；也可以畫(huà)出俯視圖來(lái)分析。課堂上讓學(xué)生把兩個(gè)圖都畫(huà)一畫(huà)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力是很有幫助的。

磁電式電流表是安培力的一個(gè)重要應(yīng)用。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中多次使用過(guò)電流表和電壓表，也知道它們都是由表頭改裝而成。有進(jìn)一步學(xué)習(xí)表頭的結(jié)構(gòu)和原理的動(dòng)機(jī)和興趣。如果條件允許的話，先讓學(xué)生觀察實(shí)物，找到磁體、極靴、鋁框、鐵質(zhì)圓柱、線圈、螺旋彈簧、指針等構(gòu)件。了解它們之中哪些是固定的，哪些是可動(dòng)的。然后利用結(jié)構(gòu)圖引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析。

a.在線框轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)，線框所在的B的大小和方向如何？

由于極靴的作用，極靴與鐵質(zhì)圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向，而且在同一圓周上，磁感強(qiáng)度 B 的大小相等。

b.線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程磁力大小變化否？ 線圈無(wú)論轉(zhuǎn)動(dòng)到什么位置，線圈平面都跟磁感線平行，左右兩邊受到的磁力大小不變。c.在線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧阻力如何變化？

隨著線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧形變變大，彈簧阻力變大。進(jìn)一步研究表明，彈簧阻力和線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比。

d.電流與指針偏角的關(guān)系？

當(dāng)線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安培力和阻力對(duì)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相當(dāng)，可見(jiàn)電流越大，指針偏角越大，指針偏角和電流大小成正比，所以電流表刻度均勻。

（四）《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)策略

關(guān)于洛倫茲力的方向教學(xué)，在安培力知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)提出問(wèn)題、進(jìn)行猜想和假設(shè)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析論證，使學(xué)生經(jīng)歷一次實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。對(duì)于洛倫茲力的大小，引導(dǎo)學(xué)生由安培力的表達(dá)式推導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式，使學(xué)生經(jīng)歷一次理論探究過(guò)程。

陰極射線管的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)學(xué)生看到磁體使亮線發(fā)生彎曲時(shí)，覺(jué)得非常新奇、刺激，可以大大激發(fā)起學(xué)生的好奇心和求知欲，因此做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常重要。

《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》教學(xué)案例

1.洛倫茲力的方向

提出問(wèn)題：安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，電流是電荷定向移動(dòng)形成的，那么安培力的實(shí)質(zhì)是否是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力呢？

猜想和假設(shè)：如果安培力的實(shí)質(zhì)是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，那么它們應(yīng)該遵循同樣的物理規(guī)律 —— 左手定則。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：介紹陰極射線管，讓學(xué)生明白電子流的運(yùn)動(dòng)方向。介紹磁體如何放置，讓學(xué)生明確磁場(chǎng)的方向，然后讓學(xué)生運(yùn)用左手定則來(lái)預(yù)言，電子流將向哪邊偏轉(zhuǎn)。當(dāng)學(xué)生看到亮線彎曲，而且和自己的預(yù)言完全吻合時(shí)，會(huì)感到非常興奮。

分析論證：我們把運(yùn)動(dòng)電荷受到的力叫做洛倫茲力，運(yùn)動(dòng)電荷和電流在磁場(chǎng)中受力都遵循左手定則，可以推斷，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。知道了安培力和洛倫茲力的關(guān)系，接下來(lái)通過(guò)類(lèi)比學(xué)習(xí)，明確洛倫茲力既垂直于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，也垂直于磁場(chǎng)方向，即垂直于運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向所確定的平面。當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力最大；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力為零。

如果運(yùn)動(dòng)電荷為負(fù)電荷，電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向相反，這種情況，學(xué)生很容易弄錯(cuò)，需要用習(xí)題來(lái)強(qiáng)化，比如練習(xí)1，知道磁場(chǎng)方向、運(yùn)動(dòng)方向和受力方向，讓學(xué)生判斷運(yùn)動(dòng)粒子的電性。像練習(xí)2 這樣的題目其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)榇艌?chǎng)并不是唯一確定的，它可以是在豎直平面內(nèi)和運(yùn)動(dòng)方向夾角不為零的任意方向。

與學(xué)習(xí)安培力的方向一樣，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力同樣是本節(jié)課的重要任務(wù)，比如我們可以結(jié)合三維坐標(biāo)來(lái)讓學(xué)生分析磁場(chǎng)方向、電荷運(yùn)動(dòng)方向和洛倫茲力方向三者關(guān)系。比如練習(xí)3.同時(shí)本題還用到電場(chǎng)力，學(xué)生在完成練習(xí)的同時(shí)，也在進(jìn)行二者的對(duì)比：洛倫磁力的方向和磁場(chǎng)垂直，電磁力的方向和電場(chǎng)平行。

2.洛倫茲力的大小

首先讓學(xué)生理解推導(dǎo)洛倫茲力大小公式的思路。先明確推導(dǎo)的出發(fā)點(diǎn)：安培力實(shí)際是洛倫磁力的宏觀表現(xiàn)，即一段導(dǎo)線所受安培力等于該段導(dǎo)線內(nèi)所有電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的合力；其次建立推導(dǎo)的物理模型：長(zhǎng)為 L 的靜止的通電導(dǎo)線，它受到的安培力除以導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的帶電粒子數(shù)目，即為每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷所受到的洛倫茲力。再分析電流強(qiáng)度和電荷定向移動(dòng)之間的關(guān)系，讓學(xué)生回顧電流的微觀表達(dá)式。抓住了上述線索，思考和討論就有了方向。

即使明確了推導(dǎo)思路，推導(dǎo)過(guò)程對(duì)大部學(xué)生來(lái)說(shuō)還是有一定難度的，教學(xué)中 可以采取“搭梯子”的辦法。比如通過(guò)思考題的辦法給學(xué)生進(jìn)行逐步提示：

思考：

（l）如何用（單位體積內(nèi)含的運(yùn)動(dòng)電荷數(shù) n，每個(gè)電荷電量為 q，電荷的平均定向移動(dòng)速率是 v，導(dǎo)線的橫截面積是 S）n、q、v、S 來(lái)表示通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度 I ？

（2）如何從合力的觀點(diǎn)出發(fā)用洛侖茲力 f 來(lái)表達(dá)安培力 F 的值？（當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)時(shí)）

F = IBL = Nf（N 為導(dǎo)線中電荷總數(shù)）

（3）如何求得 N ？（4）能否根據(jù)上面的關(guān)系，推出一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛侖茲力的大小。

（5）適用條件是什么？

洛倫茲力的計(jì)算公式 F=qvB 是在導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直的情況下導(dǎo)出的，這個(gè)公式只適用于電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)垂直的情況。如果電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)不垂直，應(yīng)該如何處理，教師提出問(wèn)題后，應(yīng)該讓學(xué)生獨(dú)立完成。對(duì)于有困難的學(xué)生，可以讓他們參照上一節(jié)電流和磁場(chǎng)不垂直的情況來(lái)處理。

洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的重要特點(diǎn)。可以引導(dǎo)學(xué)生分析討論得到。比如讓學(xué)生思考下面幾個(gè)問(wèn)題：洛倫茲力一定垂直于粒子的運(yùn)動(dòng)方向，它對(duì)粒子的速度有何影響？當(dāng)一個(gè)力和物體的運(yùn)動(dòng)方向總是垂直的，它是否做功？帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的動(dòng)能如何變化？在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生完成以下練習(xí)：

電子以速度 V，垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則（）A、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變 B、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功 C、電子的動(dòng)量始終不變 D、電子的動(dòng)能始終不變

用力學(xué)規(guī)律來(lái)分析洛倫茲力和粒子的運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，使學(xué)生意識(shí)到帶電粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和宏觀物體的一樣，分析電學(xué)問(wèn)題的總的思路就是把它轉(zhuǎn)換成力學(xué)問(wèn)題。

可以啟發(fā)學(xué)生也可以利用運(yùn)動(dòng)電荷所受的洛倫茲力來(lái)定義磁感強(qiáng)度，這樣不僅拓寬了學(xué)生的視野，更重要的是揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，把 B=F/(qB)與 E=F/q 相比較，它們都是用比值的方法定義物理量。然后讓學(xué)生對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)、靜電力和洛倫茲力進(jìn)行對(duì)比。

? 電場(chǎng)力和洛倫茲力的比較

1.在電場(chǎng)中的電荷，不管其運(yùn)動(dòng)與否，均受到電場(chǎng)力的作用；而磁場(chǎng)僅僅對(duì)運(yùn)動(dòng)著的、且速度與磁場(chǎng)方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用。

2.電場(chǎng)力的大小 F ＝ Eq，與電荷的運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)；而洛倫茲力的大小 f=Bqvsinα, 與電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均有關(guān)。3.電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場(chǎng)垂直，又和速度方向垂直。

4.電場(chǎng)力既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度大小

5.電場(chǎng)力可以對(duì)電荷做功，能改變電荷的動(dòng)能；洛倫茲力不能對(duì)電荷做功，不能改變電荷的動(dòng)能。

6.勻強(qiáng)電場(chǎng)中在電場(chǎng)力的作用下，運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧．（學(xué)完《帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》補(bǔ)充）

3.電視顯像管的工作原理

這部分內(nèi)容體現(xiàn)了物理知識(shí)與科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，不必深究技術(shù)細(xì)節(jié)，重點(diǎn)是理解其應(yīng)用的物理原理，從實(shí)際問(wèn)題中抽象出物理模型。

電子顯像管中，電子槍利用了熱電子發(fā)射和加速電子的原理，這一點(diǎn)和示波管是相同的。而顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈應(yīng)用了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛倫茲力作用，即磁偏轉(zhuǎn)；而示波管用電場(chǎng)來(lái)控制電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，即電偏轉(zhuǎn)，由于磁偏轉(zhuǎn)可以使偏轉(zhuǎn)角為任意值，所以顯像管的屏幕面積更大。

電子技術(shù)中的掃描應(yīng)用的物理原理是速度的合成，學(xué)生只要明白電子的水平運(yùn)動(dòng)是豎直方向的磁場(chǎng)控制的，而電子的豎直分運(yùn)動(dòng)是水平方向的磁場(chǎng)控制的即可。

（五）《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)策略

《磁場(chǎng)》主題的教學(xué)難點(diǎn)是帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，盡管在課程標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確要求，但作為洛倫茲力的應(yīng)用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力有重要的作用。

因?yàn)榱Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比宏觀物體的運(yùn)動(dòng)抽象，學(xué)生缺乏感性材料。可以采用了先實(shí)驗(yàn)探究，再理論分析推導(dǎo)的順序。帶著實(shí)驗(yàn)得到的感性材料，再用學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行理論分析，從理論的高度推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的必然性，這樣先實(shí)驗(yàn)觀察再理論論證比較符合一般的認(rèn)知過(guò)程。也降低了學(xué)習(xí)的難度。如果學(xué)生整體水平比較高，也可以采用先理論分析，再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的順序，給學(xué)生提供高強(qiáng)度思維訓(xùn)練的材料。作為帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的知識(shí)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用實(shí)例，質(zhì)譜儀和回旋加速器也是本節(jié)課的重要內(nèi)容，可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)和電學(xué)知識(shí)的能力。

《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)案例

首先讓學(xué)生了解洛倫茲力 演示儀的結(jié)構(gòu)和原理。電子槍產(chǎn)生的電子射線可以使玻璃泡內(nèi)的稀薄氣體發(fā)出輝光，顯示電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。電子運(yùn)動(dòng)速度的大小可以通過(guò)加速電壓來(lái)調(diào)節(jié)。兩個(gè)相隔一定間距的環(huán)形線圈（亥姆霍玆線圈）之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向和兩線圈中心的連線平行，即與電子運(yùn)動(dòng)方向垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈的電流來(lái)調(diào)節(jié)。

實(shí)驗(yàn)演示：

1.不加磁場(chǎng)觀察電子射線的軌跡。

2.加上和電子運(yùn)動(dòng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，觀察電子射線的軌跡。

3.保持電子速度不變，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，觀察圓形軌跡如何變化。4.保持磁感強(qiáng)度不變，通過(guò)調(diào)節(jié)加速電壓改變電子運(yùn)動(dòng)速度，觀察圓形軌跡的半徑變化。

理論推導(dǎo)：

垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的電子，它的初速度和所受洛倫茲力都在垂直于磁場(chǎng)的同一平面內(nèi)，沒(méi)有其他作用使粒子離開(kāi)這個(gè)平面。洛倫茲力始終垂直于粒子的運(yùn)動(dòng)方向，只能改變速度的方向，而不能改變速度的大小，它的效果就是粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

1.洛倫茲力提供向心力 qvB=mv/R 2.所以軌道半徑 R=mv/qB 根據(jù)軌道半徑的表達(dá)式，分析粒子的速度和磁感強(qiáng)度對(duì)軌道半徑的影響，和剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相印證。

進(jìn)一步提出問(wèn)題：若增大粒子運(yùn)動(dòng)的速度，由剛才分析知軌道半徑會(huì)增大，它運(yùn)動(dòng)一周所需的時(shí)間（周期）如何變化？

2有學(xué)生認(rèn)為速度變大，周期變小；也有的認(rèn)為速度ｖ增大，圓的周長(zhǎng)變大，周期變小。這兩種想法考慮的都不全面，提示學(xué)生必須推導(dǎo)出周期的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行分析。由此培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問(wèn)題的意識(shí)和能力。

1.圓周的周長(zhǎng)為 S=2πR 2.周期為 T=2πR/v 3.把軌道半徑 R=mv/qB 代入得 T=2πm/(qB)由周期的表達(dá)式可知，周期和粒子的運(yùn)動(dòng)速度及軌道半徑無(wú)關(guān)，周期大小取決于磁感強(qiáng)度和粒子的比荷。

對(duì)于帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，要求學(xué)生明確兩種情況： 1.若帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行 v∥B，f = 0，→ 勻速直線

2.若帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直 v ┴ B，f ┴ v，f = C，勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

三、學(xué)生學(xué)習(xí)中常見(jiàn)的錯(cuò)誤與問(wèn)題分析與解決策略

（一）前知識(shí)引起的負(fù)遷移，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)新知識(shí)理解性錯(cuò)誤

對(duì)于磁場(chǎng)，可以通過(guò)和電場(chǎng)類(lèi)比進(jìn)行教學(xué)。類(lèi)比學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生由舊知識(shí)很快遷移到新知識(shí)上。但是隨著學(xué)習(xí)的深入，往往有同學(xué)不去注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩者的區(qū)別，造成理解上的錯(cuò)誤。因此我們更應(yīng)該注意新舊知識(shí)之間的差別，防止出現(xiàn)負(fù)遷移。

1.關(guān)于磁場(chǎng)的產(chǎn)生

我們知道，在電荷或帶電體周?chē)嬖陔妶?chǎng)；根據(jù)麥克斯韋理論我們知道，變化的磁場(chǎng)也可以產(chǎn)生電場(chǎng)。但磁場(chǎng)的來(lái)源比電場(chǎng)就復(fù)雜的多，對(duì)此，學(xué)生往往容易引起混亂。教師在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)應(yīng)該進(jìn)行歸納和概括，以澄清學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

我們知道，磁體周?chē)嬖诖艌?chǎng)，電流周?chē)泊嬖诖艌?chǎng)，學(xué)習(xí)完安培電流假說(shuō)，我們知道二者在本質(zhì)上是一致的，即磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，而電流是電荷定向移動(dòng)形成的，總而言之，運(yùn)動(dòng)電荷的周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。歷史上有一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)叫羅蘭實(shí)驗(yàn)，在帶電的絕緣圓盤(pán)附近設(shè)置一個(gè)小磁針，起初小磁針由于地磁作用指向南北方向，但是，當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)到起來(lái)，小磁針有了新的指向，說(shuō)明轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)周?chē)a(chǎn)生了磁場(chǎng)，其實(shí)質(zhì)是圓盤(pán)上的電荷隨圓盤(pán)發(fā)生定向移動(dòng)從而產(chǎn)生磁場(chǎng)。但是我們剛才所進(jìn)行的是不完全歸納，如果有同學(xué)概括歸納為：一切磁場(chǎng)都是由于電荷運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，這就是錯(cuò)誤的。因?yàn)槲覀兒竺孢€會(huì)學(xué)習(xí)到麥克斯韋理論，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，可見(jiàn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)還可以互相感生，可以脫離電荷而存在。所以在教學(xué)中，我們既要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié)，提煉出最本質(zhì)、最簡(jiǎn)潔的統(tǒng)一規(guī)律，又要注意理論的嚴(yán)謹(jǐn)，為以后的學(xué)習(xí)留下知識(shí)的增長(zhǎng)點(diǎn)。

2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度概念

由電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)渡到磁感應(yīng)強(qiáng)度，因?yàn)槠湮锢硭枷胂嗤詫W(xué)生接受起來(lái)非常容易。但磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小的定義并不是根據(jù)同一個(gè)物理事實(shí)，這一點(diǎn)往往造成學(xué)生的錯(cuò)誤理解。所以學(xué)完以后，一定要注意引導(dǎo)學(xué)生比較磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度這兩個(gè)概念的異同。

兩者的相同點(diǎn)：都用比值法定義物理量，其依據(jù)是力與電荷量或電流元成正比，比值反映了場(chǎng)的強(qiáng)弱；但是我們更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析兩者的區(qū)別，從方向看，靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向總是相同或相反，而電流或運(yùn)動(dòng)電荷所受的磁場(chǎng)力方向與磁感強(qiáng)度的方向總垂直，因?yàn)榇鸥袕?qiáng)度的方向是用小磁針 N 極的受力方向來(lái)定義的。從大小看，某試探電荷在電場(chǎng)中某位置受靜電力的大小是一定的，而某電流元在磁場(chǎng)中受的磁場(chǎng)力大小還與通電導(dǎo)線如何放置有關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的成立條件是磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直。對(duì)于這些區(qū)別，學(xué)生很容易混淆，我們可以通過(guò)一些辨析題來(lái)加深理解：

(1)磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流 I，長(zhǎng)為 L 的一小段導(dǎo)線放在該處時(shí)，所受的磁場(chǎng)力 F 與 I、L 乘積的比值。

錯(cuò)誤原因：學(xué)生機(jī)械地記憶公式，不注重物理公式的成立條件。電流在磁場(chǎng)中受的磁場(chǎng)力大小與導(dǎo)線如何放置有關(guān)，磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式的成立條件是磁場(chǎng)和導(dǎo)線垂直。

(2)一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處一定沒(méi)有磁場(chǎng)。錯(cuò)誤原因：沒(méi)有正確地區(qū)分電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力。試探電荷在電場(chǎng)中某位置受電場(chǎng)力的大小是一定的，若電場(chǎng)力為零，則該處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零；但是，磁場(chǎng)不同，當(dāng)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向同向時(shí)，即使磁感強(qiáng)度不為零，也不受到磁場(chǎng)力的作用。

(3)垂直于磁場(chǎng)而放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。

錯(cuò)誤原因：概念掌握不準(zhǔn)確，磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義中，大小和方向從不同的角度來(lái)定義。磁感強(qiáng)度的方向是用小磁針 N 極的受力方向來(lái)定義的，而磁場(chǎng)力方向與磁感強(qiáng)度的方向總垂直。(4)一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中 A 處時(shí)受磁場(chǎng)力比放在 B 處大，則 A 處磁感應(yīng)強(qiáng)度比 B 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大。

錯(cuò)誤原因：由于電場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生的負(fù)遷移，對(duì)于電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大，同一電荷受力大。而通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力和該導(dǎo)線如何放置有關(guān)。

(5)因?yàn)?B=F/IL，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的電流元 IL 的乘積成反比。

錯(cuò)誤原因：不理解比值定義法，垂直放在某處的電流元，所受的磁場(chǎng)力和電流元 IL 的乘積成正比，即比值不變，這個(gè)比值就是磁感應(yīng)強(qiáng)度。所以磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流元 IL 的乘積無(wú)關(guān)。

（二）對(duì)磁場(chǎng)力認(rèn)識(shí)模糊，導(dǎo)致分析錯(cuò)誤

磁體和電流周?chē)即嬖诖艌?chǎng)；磁體和磁體之間、磁體和電流之間、電流和電流之間都存在相互作用的磁力；對(duì)于種類(lèi)繁多的磁場(chǎng)力，往往容易引起學(xué)生混亂。如何判斷磁體受到的磁力方向？初學(xué)者往往找不到明確的思路。他們往往根據(jù) 同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引來(lái)判斷，就可能得到錯(cuò)誤的結(jié)論；而對(duì)于電流對(duì)磁體的作用方向更是無(wú)從下手。其實(shí)問(wèn)題的根源還在學(xué)生沒(méi)有深入理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，我們把小磁針Ｎ極的受力方向規(guī)定為該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，由此我們可知，磁體的Ｎ極受力方向就是該處的磁場(chǎng)方向，而Ｓ極受力方向是該處磁場(chǎng)的反方向。從場(chǎng)的角度認(rèn)識(shí)和分析磁場(chǎng)力才是科學(xué)的思維方法。分析下面例題來(lái)澄清學(xué)生的模糊認(rèn)識(shí)：

1.如圖所示，彈簧秤下掛一條形磁鐵，其中條形磁鐵 N 極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是

① 若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)減小 ② 若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)增大 ③ 若將 b 接電源正極，a 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)增大 ④ 若將 b 接電源正極，a 接負(fù)極，彈簧秤示數(shù)減小 A ①② B ①③ C ②③ D ②④

常見(jiàn)錯(cuò)誤：根據(jù)同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，通電螺線管下端是 S 極，而條形磁體下端是 N 極，相互吸引，所以彈簧秤示數(shù)增大。出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤，說(shuō)明學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)還不到位，還是停留在磁體間相互作用的感性認(rèn)識(shí)水平。

解決這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)該讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到 磁體和電流周?chē)即嬖诖艌?chǎng)；磁體和磁體之間、磁體和電流之間、電流和電流之間都存在相互作用的磁力；它們間的作用力是通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的。而磁場(chǎng)力的方向取決于磁場(chǎng)的方向。對(duì)于磁體受到的磁場(chǎng)力，磁體 N 極受力方向和磁場(chǎng)方向相同；S 極受力方向和磁場(chǎng)方向相反。對(duì)于電流或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力方向，根據(jù)左手定則來(lái)判斷。本題中彈簧秤的示數(shù)變化取決于磁體受到的磁場(chǎng)力，首先要根據(jù)安培定則判斷通電螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)的方向。若將 a 接電源正極，b 接負(fù)極，螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)方向向上，所以磁體 N 極受力方向向上，S 極受力方向向下，但 N 極受到的磁場(chǎng)力大于 S 極受到的磁場(chǎng)力，合力方向向上，彈簧秤示數(shù)變小。所以本題正確答案為 B。

2.條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠近S 極一側(cè)懸掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒，如圖所示(圖中只畫(huà)出棒的截面圖)．在棒中通以垂直紙面向里的電流的瞬間，可能產(chǎn)生的情況是

A ．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B ．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 C ．磁鐵受到向左的摩擦力

D ．磁鐵受到向右的摩擦力

常見(jiàn)問(wèn)題：很多同學(xué)碰到這個(gè)問(wèn)題，首先想到去分析通電導(dǎo)線對(duì)磁體的作用力，他先畫(huà)出導(dǎo)線周?chē)拇鸥芯€分布情況，再分析磁體的 N 極和 S 極的受力情況，這樣分析，把問(wèn)題復(fù)雜化，導(dǎo)致無(wú)法求解。

解決這類(lèi)問(wèn)題，要啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用逆向思維。由于牛頓第三定律同樣適用于電磁力，我們可以先分析磁體對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，先畫(huà)出磁體周?chē)拇鸥芯€，再根據(jù)左手定則判斷出通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，應(yīng)用牛頓第三定律就可以判斷磁體受到的磁場(chǎng)力。再對(duì)磁體進(jìn)行受力分析，可以判斷正確答案為 AC。

（三）對(duì)洛侖茲力方向判斷有誤，導(dǎo)致分析問(wèn)題出錯(cuò)

洛侖茲力的方向判斷也用到左手定則，四指所指的方向應(yīng)該是正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，出錯(cuò)往往是由于學(xué)生不注意運(yùn)動(dòng)電荷的電性正負(fù)，或運(yùn)動(dòng)方向的變化而導(dǎo)致洛侖茲力方向分析錯(cuò)誤。請(qǐng)看下例：

3.如圖所示，厚度為 h，寬度為 d 的金屬導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的均勻磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面 A 和下側(cè)面 A'之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。設(shè)電流 I 是由于電子的定向移動(dòng)形成的，請(qǐng)分析達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，比較導(dǎo)體板上側(cè)面 A 的電勢(shì)與下側(cè)面 A'的電勢(shì)的高低。

常見(jiàn)錯(cuò)誤：在磁場(chǎng)中定向移動(dòng)時(shí)所受洛侖茲力的方向判斷錯(cuò)誤，或者沒(méi)有意識(shí)到電子帶負(fù)電，電勢(shì)高低判斷錯(cuò)誤。

本題首先要正確判斷電子所受磁場(chǎng)力的方向，根據(jù)左手定則，四指指向電流的方向（或者說(shuō)電子定向移動(dòng)的反方向），可以判斷洛侖茲力方向向上。上側(cè)面聚集了多余的電子，下側(cè)面缺少電子，由于電子帶負(fù)電，所以下側(cè)面帶正電電勢(shì)高。這樣在導(dǎo)體內(nèi)部又建立了電場(chǎng)，當(dāng)電子所受的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力平衡時(shí)，就達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，上下兩個(gè)側(cè)面的電勢(shì)差保持不變。

如果本題中的導(dǎo)電材料是半導(dǎo)體，靠空穴的定向移動(dòng)形成電流，那么上下兩個(gè)側(cè)面哪個(gè)電勢(shì)高呢？我們知道空穴帶正電荷，由于磁場(chǎng)方向和電流方向不變，空穴定向移動(dòng)所受磁場(chǎng)的方向也不變，即空穴所受洛侖茲力方向向上。所以上側(cè)面聚集了帶正電的空穴，上側(cè)面電勢(shì)更高。可見(jiàn)，對(duì)于不同導(dǎo)電材料，在磁場(chǎng)和電流方向相同的情況下，霍爾電勢(shì)差的正負(fù)和載流子有關(guān)。洛侖茲力的方向隨著電荷運(yùn)動(dòng)方向的變化而變化，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)反向時(shí)，洛侖茲力的方向隨之而反向，很多學(xué)生因?yàn)樗季S定勢(shì)，而導(dǎo)致出錯(cuò)。

4.如圖所示，用長(zhǎng)為 L 的細(xì)線把小球懸掛起來(lái)做一單擺，球的質(zhì)量為 M，帶電量為-q，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，大小為 B。小球始終在垂直于磁場(chǎng)方向的豎直平面內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)，其懸線和豎直方向的最大夾角是 60。試計(jì)算小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線拉力的大小。

0

常見(jiàn)錯(cuò)誤：

解：小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，利用動(dòng)能定理 mgL（1—cos60）=mv/2 得 v=√gL 當(dāng)小球從左向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí) T1—qvB—mg=mv/L 得 T1 =2mg+qB√gL。

本題出現(xiàn)錯(cuò)誤是由于學(xué)生沒(méi)有注意到當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，所受洛侖茲力的方向反向。造成答案不完整，反映了學(xué)生思維的嚴(yán)密性需要進(jìn)一步加強(qiáng)。所以在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中如果出現(xiàn)洛侖茲力，一定要注意當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向變化時(shí)，洛侖茲力方向隨之而變化。補(bǔ)全另一種情況：當(dāng)小球從右向左通過(guò)電低點(diǎn)時(shí)，洛侖茲力反向，有

T2 + qvB — mg = mv /L 得 T1=2mg—qB√gL。

（四）粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析不透徹導(dǎo)致錯(cuò)誤

明確了粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的受力特點(diǎn)，就可以根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律確定粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。學(xué)生必須綜合應(yīng)用電磁學(xué)和力學(xué)知識(shí)來(lái)進(jìn)行分析推理，從而解決問(wèn)題。這里面涉及到的知識(shí)點(diǎn)多，對(duì)學(xué)生邏輯思維能力要求比較高，學(xué)習(xí)過(guò)程中很多學(xué)生會(huì)出現(xiàn)困難。

要解決這個(gè)問(wèn)題，就要培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣。從受力分析入手，判斷帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形式，再根據(jù)該種運(yùn)動(dòng)所遵循的物理規(guī)律來(lái)進(jìn)行演繹推理。

5.如圖所示，在豎直虛線 MN 和 M′N(xiāo)′ 之間區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子（不計(jì)重力）以初速度 v0 由 A 點(diǎn)垂直于 MN 進(jìn)入這個(gè)區(qū)域，帶電粒

220

2子沿直線運(yùn)動(dòng)，并從 C 點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)。如果撤去磁場(chǎng)，該粒子將從 B 點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)；如果撤去電場(chǎng)，該粒子將從 D 點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)。則下列判斷正確的是

A ．該粒子由 B、C、D 三點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)時(shí)的動(dòng)能相同 B ．該粒子由 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B、C、D 三點(diǎn)的時(shí)間均不相同

C ．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) E 與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 之比

D ．若該粒子帶負(fù)電，則電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外

常見(jiàn)錯(cuò)誤及錯(cuò)誤原因分析：錯(cuò)選Ａ：不能正確理解洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，或者不會(huì)用動(dòng)能定理分析粒子的動(dòng)能變化。錯(cuò)選Ｂ：只是淺層次地根據(jù)三種情況下粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不同來(lái)猜測(cè)，沒(méi)有根據(jù)各自的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)通過(guò)推理來(lái)確定不同情況下的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。錯(cuò)選Ｄ：不能正確找出帶電粒子所受電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系。

本題目既要求學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力的知識(shí)清晰，又要求學(xué)生會(huì)根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)進(jìn)行分析推理，對(duì)學(xué)生的分析綜合能力要求較高。通過(guò)練習(xí)，使學(xué)生樹(shù)立把電磁學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為力學(xué)問(wèn)題、把陌生問(wèn)題轉(zhuǎn)換成熟悉問(wèn)題的轉(zhuǎn)換意識(shí)。對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題，養(yǎng)成受力分析的好習(xí)慣，根據(jù)受力情況和初始狀態(tài)確定粒子的運(yùn)動(dòng)形式，再根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律進(jìn)行推理分析，是解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。

由題意，當(dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力二力平衡，它倆大小相等，qv0B=Eq, 可見(jiàn)Ｂ選項(xiàng)正確。若粒子帶負(fù)電，電場(chǎng)方向豎直向下，則電場(chǎng)力豎直向上，磁場(chǎng)力與此相反，則磁場(chǎng)方向應(yīng)該垂直于紙面向里，排除Ｄ。

若撤掉電場(chǎng)，只受磁場(chǎng)力，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)該等于弧ＡＤ的長(zhǎng)度除以速度Ｖ0，又因?yàn)槁鍌惔帕Σ蛔龉Γ瑒?dòng)能不變。若撤掉磁場(chǎng)，只受電場(chǎng)力作用，粒子將做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上的分運(yùn)動(dòng)仍為勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于線段ＡＣ的長(zhǎng)度除以速度Ｖ0，和電磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同。所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)該為ｔD > ｔB ＝ｔC。平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，由動(dòng)能定理可知，粒子動(dòng)能增大。所以ＥKB > ＥKC= ＥKD。

四、《磁場(chǎng)》學(xué)習(xí)目標(biāo)的檢測(cè)

根據(jù)課標(biāo)要求，磁場(chǎng)主題的主要檢查的知識(shí)點(diǎn)為磁感強(qiáng)度的定義以及磁感線，通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力規(guī)律。但新課標(biāo)更加注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，“課程總目標(biāo)”中明確提出，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決問(wèn)題。所以測(cè)試命題時(shí)應(yīng)該以能力立意，在考察知識(shí)的基礎(chǔ)上，更主要的是考察學(xué)生的理解能力、分析能力和應(yīng)用能力。

１.兩個(gè)粒子 , 帶電量相等 , 在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則 A.若速率相等, 則半徑必相等 ； B.若速率相等, 則周期必相等 ； C.若動(dòng)量大小相等, 則半徑必相等 ； D.若動(dòng)能相等, 則周期必相等。

盡管帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有在《課程標(biāo)準(zhǔn)》中專(zhuān)門(mén)提出，但作為洛倫茲力的應(yīng)用，學(xué)生應(yīng)該熟練掌握。本題綜合應(yīng)用洛倫茲力和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期表達(dá)式，再利用表達(dá)式來(lái)分析。其中又涉及到動(dòng)能和動(dòng)量的概念。

分析：洛倫茲力提供向心力，有 qvB=mv/R, 得半徑Ｒ＝ mv/(qB), 周期Ｔ＝２πm/(qB), 由題干知，電量ｑ和磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ相同，要想周期相同，只需要粒子質(zhì)量ｍ相同，周期Ｔ和粒子速率ｖ無(wú)關(guān)。要使半徑Ｒ相同，應(yīng)該是粒子的質(zhì)量ｍ和速率ｖ的乘積相同，即動(dòng)量大小相同。所以正確答案為Ｃ。

本題屬于容易題，在掌握相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的推理，就可以得出正確結(jié)論。

2.一束混合的離子束，先徑直穿過(guò)正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，再進(jìn)入一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域后分裂成幾束，如圖所示，若粒子的重力不計(jì)，則分裂是因?yàn)椋ǎ〢 ．帶電性質(zhì)不同，有正離又有負(fù)離子 B ．速率不同

C ．質(zhì)量和電量的比值不同 D ．以上答案均不正確

本題難度較大，學(xué)生必須熟練掌握相關(guān)知識(shí)，并具有一定的分析和推理能力。首先根據(jù)粒子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，應(yīng)用左手定則來(lái)判斷帶電性。然后根據(jù)“徑直穿過(guò)正交勻強(qiáng)電、磁場(chǎng)”這個(gè)條件分析出速度相同的結(jié)論。再根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中軌道半徑的不同來(lái)確定荷質(zhì)比。本題實(shí)際是質(zhì)譜儀的 物理模型，正交的勻強(qiáng)電、磁場(chǎng)是速度選擇儀。

粒子都能沿直線穿過(guò)正交的電磁場(chǎng)，說(shuō)明電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力二力平衡，即ｑｖＢ＝Ｅｑ，速度ｖ＝Ｅ/B，所以幾種粒子的速率都相同。進(jìn)入右端的磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)左手定則，幾種粒子都帶正電。但它們的半徑不同，由導(dǎo)出的結(jié)論Ｒ＝ｍｖ/(qB)，在速率ｖ和磁場(chǎng)Ｂ相同的條件下，ｍ /q 比值越大，半徑Ｒ越大。所以正確選項(xiàng)為Ｃ。．如圖 , 用絲線吊一個(gè)質(zhì)量為 m 的帶電(絕緣)小球處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 , 空氣阻力不計(jì) , 當(dāng)小球分別從 A 點(diǎn)和 B 點(diǎn)向最低點(diǎn) O 運(yùn)動(dòng)且兩次經(jīng)過(guò) O 點(diǎn)時(shí)()

A 小球的動(dòng)能相同 B 絲線所受的拉力相同 C 小球所受的洛倫茲力相同 D 小球的向心加速度不相同

本題綜合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力要求較高。首先它的受力情況復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)也不是簡(jiǎn)單的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，涉及到的概念有功、動(dòng)能、向心加速度以及矢量和標(biāo)量，物理規(guī)律有機(jī)械能守恒以及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。首先根據(jù)洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功的特點(diǎn)，絲線拉力也不做功，只有重力做功，由機(jī)械能守恒的條件，可以判斷小球往返經(jīng)過(guò) O 動(dòng)能相同。根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度公式，a=v 2 /R,小球往返經(jīng)過(guò)Ｏ點(diǎn)時(shí)向心加速度大小相同，方向都豎直向上，也相同，所以Ｄ選項(xiàng)錯(cuò)誤。BＣ選項(xiàng)學(xué)生很容易錯(cuò)選，往往由于定勢(shì)思維，忽略小球往返經(jīng)過(guò) O 時(shí)洛倫茲力方向相反。因?yàn)榱κ鞘噶浚裕眠x項(xiàng)錯(cuò)誤。又因?yàn)榻?jīng)過(guò)此位置向心力相同，即重力、拉力和洛倫茲力的合力相同，洛倫茲力變向，拉力顯然不同，Ｂ選項(xiàng)錯(cuò)誤。所以正確答案為Ａ。

4.如圖所示，質(zhì)量為 m，帶電量為 +q 的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場(chǎng)線和磁感線以速度 v 飛入，已知兩板間距為 d，磁感強(qiáng)度為 B，這時(shí)粒子恰能沿直線穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域(不計(jì)重力)。今將磁感強(qiáng)度增大到某值，則粒子將落到某極板上。當(dāng)粒子落到極板上時(shí)動(dòng)能為 ____________________。

分析粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是把電學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成力學(xué)問(wèn)題。把粒子的受力分析清楚后，判斷粒子做什么形式的運(yùn)動(dòng)，然后用動(dòng)力學(xué)規(guī)律來(lái)解決問(wèn)題。本題需要用到動(dòng)能定理來(lái)解決問(wèn)題，這里需要明確洛倫茲力不做功，以及電場(chǎng)力對(duì)粒子的做功情況。

根據(jù)“粒子恰能直線穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域”可知此時(shí)電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡，即電場(chǎng)力的大小就等于ｑｖＢ，“今將磁感強(qiáng)度增大到某值”，粒子將向磁場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)而做曲線運(yùn)動(dòng)，這種曲線運(yùn)動(dòng)既不是圓周運(yùn)動(dòng)，也不是平拋運(yùn)動(dòng)，求它的末動(dòng)能我們可以根據(jù)動(dòng)能定理。接下來(lái)分析各力的做功情況：洛倫茲力不做功，而電場(chǎng)力做負(fù)功，因?yàn)殡妶?chǎng)力是恒力，功的大小就等于電場(chǎng)力和沿電場(chǎng)線的位移ｄ/2 的乘積。由動(dòng)能定理-qvBd/2=E k-mv /2，所以當(dāng)粒子落到極板上時(shí)動(dòng)能為 mv/2-qvBd/2

５.如圖所示為電磁流量計(jì)示意圖。直徑為 d 的非磁性材料制成的圓形導(dǎo)管內(nèi)，導(dǎo)電液體從左向右流動(dòng)，磁感強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直液體流動(dòng)的方向而穿過(guò)一段圓形管道。則 a 點(diǎn)電勢(shì) b 點(diǎn)電勢(shì)；若測(cè)得管壁內(nèi) a、b 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 U，則管中液體的流量 Q ＝ ___________。（單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)管橫截面的液體體積叫做流量）

２

２

新課程目標(biāo)明確指出，學(xué)習(xí)終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能，了解這些知識(shí)與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問(wèn)題。電磁流量計(jì)在實(shí)際中獲得廣泛應(yīng)用，而它的基本原理我們用磁場(chǎng)的知識(shí)就可以解決。

導(dǎo)電液體中有大量的自由離子，當(dāng)液體從左向右流動(dòng)時(shí)，自由離子隨之而發(fā)生定向移動(dòng)，在磁場(chǎng)中將會(huì)受到洛倫茲力的作用。由左手定則可知，正電荷受磁場(chǎng)力向上，負(fù)電荷受力向下，這樣ａ處有多余的正電荷，ｂ處有多余的負(fù)電荷，所以ａ點(diǎn)電 勢(shì)高。這樣ａｂ間就建立了電場(chǎng)，電場(chǎng)線由ａ指向ｂ，因此自由離子同時(shí)又受電場(chǎng)力的作用。當(dāng)電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡時(shí)，ａｂ間電勢(shì)差恒定，為Ｕ。設(shè)液體流動(dòng)速度為ｖ，有ｑｖＢ＝ｑＵ/ｄ，而流量Ｑ為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)管橫 截面的液體體積，即流量Ｑ等于流速ｖ和導(dǎo)管橫截面積的乘積，Ｑ＝ｖπｄ/4=πUd/(4B)

６．如圖，兩光滑的平行金屬軌道與水平面成θ 角，兩軌道間距為 L，一金屬棒垂直兩軌道水平放置。金屬棒質(zhì)量為 m，電阻為 R，軌道上端的電源電動(dòng)勢(shì)為 E，內(nèi)阻為２r。為使金屬棒能靜止在軌道上，可加一方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B 應(yīng)是多大？

本題綜合性較強(qiáng)，需要運(yùn)用閉合電路歐姆定律、安培力和平衡條件等知識(shí)點(diǎn)來(lái)求解。總的思路是把電學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)換成力學(xué)問(wèn)題。做這類(lèi)題的關(guān)鍵是做好受力分析，畫(huà)出同一平面內(nèi)的受力圖。這要求學(xué)生能看懂三維立體圖，明確磁感強(qiáng)度 B 垂直于導(dǎo)線。

沿斜面方向合力為零，則有 mg sin θ = F B cos θ(1)由安培力公式 F B = BIL(2)由全電路歐姆定律 I = E /(R + r)(3)聯(lián)立(1)、(2)、(3)可得

B = mg(R + r)tan θ / EL

第三篇：淺談高中物理概念教學(xué)

淺談高中物理概念教學(xué)

物理概念是物理知識(shí)的重要組成部分，是學(xué)好物理定律、公式和理論的基礎(chǔ)。在物理教學(xué)中正確建立物理概念是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中一個(gè)質(zhì)的飛躍，是物理教學(xué)的任務(wù)，也是提高物理教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

物理概念來(lái)源于物理實(shí)踐、物理事實(shí)，它是由實(shí)踐得來(lái)的感性認(rèn)識(shí)而上升成的理論認(rèn)識(shí)，再回到實(shí)踐中去，用來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，并予以檢驗(yàn)和深化。若學(xué)生只知道物理事實(shí)，而不能上升到物理概念，就不能說(shuō)學(xué)到了物理知識(shí)；若學(xué)生對(duì)物理概念不理解或理解片面，就談不上對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)掌握；若學(xué)生對(duì)物理概念理解不透、混淆不清，就難以進(jìn)行判斷、推理等抽象活動(dòng)，更不能正確地應(yīng)用定理、公式來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。

一 引導(dǎo)學(xué)生建立概念

物理概念教學(xué)是物理教學(xué)中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)根據(jù)認(rèn)識(shí)論的規(guī)律，首先幫助學(xué)生形成表象認(rèn)識(shí)，然后在諸多表象的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過(guò)抽象和概括、分析、綜合，通過(guò)類(lèi)比的思維方式，建立物理概念。比如，在講電場(chǎng)、電勢(shì)能這兩個(gè)概念時(shí)，電場(chǎng)和重力場(chǎng)很相似，但是電場(chǎng)作用的效果必須在實(shí)驗(yàn)室才能看到，而重力場(chǎng)則是我們非常熟悉的，我們身邊重力場(chǎng)的現(xiàn)象都是可以直接觀察到的，所以，在學(xué)習(xí)電場(chǎng)前，先復(fù)習(xí)重力場(chǎng)，重力場(chǎng)是力的性質(zhì)，用重力加速度來(lái)描述，重力場(chǎng)能的性質(zhì)則用重力勢(shì)能來(lái)描述。這樣通過(guò)比較、對(duì)比，使學(xué)生從表象認(rèn)識(shí)上升到理論認(rèn)識(shí)，再經(jīng)過(guò)教師的引導(dǎo)使學(xué)生頭腦中建立起電場(chǎng)、電勢(shì)能這種很抽象的概念，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)概念時(shí)才不會(huì)感到空洞，也不會(huì)覺(jué)得物理概念太抽象，反而可以輕輕松松地掌握物理概念。

二 幫助學(xué)生深化物理概念

學(xué)生掌握了物理概念后，在用它解決問(wèn)題過(guò)程中，對(duì)概念的理解將會(huì)更深刻，內(nèi)容也會(huì)更豐富，且易于鞏固。例如，在學(xué)習(xí)“額定功率”這個(gè)概念時(shí)，汽車(chē)額定功率P＝FV，表示功率一定時(shí)，牽引力與汽車(chē)速度成反比，即牽引力增大時(shí)，速度反而減小。教師舉例加以說(shuō)明：重載汽車(chē)上坡時(shí)，為什么要換擋減速？答案是：因?yàn)槠?chē)功率的一定，上坡時(shí)需要比平地上更大的牽引力，只有換擋減速，才能滿足功率一定。由于學(xué)生對(duì)汽車(chē)上坡減擋有實(shí)際體驗(yàn)，所以一說(shuō)就懂，易于接受，從而使學(xué)生對(duì)額定功率等概念有更深的理解。

物理本身就是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的自然學(xué)科，物理概念都是從實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的，所以只有把物理概念應(yīng)用于實(shí)踐，應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，才能體現(xiàn)出物理概念的價(jià)值與作用，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使物理知識(shí)不在抽象、難懂。

三 物理概念與物理公式的關(guān)系

物理公式可以把物理概念很簡(jiǎn)單地用一個(gè)公式表示出來(lái)，在解決實(shí)際問(wèn)題中是必不可少的物理工具，所以在學(xué)生中普遍存在重公式輕概念的傾向，如不理解公式中每個(gè)物理量的物理意義，以及公式和概念的依存關(guān)系，就很難理解公式的內(nèi)在聯(lián)系和深刻含義，對(duì)所學(xué)物理概念也就難以達(dá)到融會(huì)貫通、舉一反三的效果。所以，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生擺正關(guān)系，重視概念，正確理解公式間存在的前提，公式中每個(gè)量的物理意義，只有這樣，才能幫助學(xué)生正確地運(yùn)用物理公式來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。

四 正確理解概念的重要性

物理概念是物理教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)，如果概念不清，對(duì)于“教”和“學(xué)”都是很困難的。為了讓學(xué)生明白物理概念的重要性，可以在教學(xué)中選用一些經(jīng)典例題，讓學(xué)生親自“品嘗”概念不清的“苦果”，可以多給學(xué)生一些時(shí)間展開(kāi)討論，甚至爭(zhēng)論，這樣既可以活躍課堂氣氛，也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，一舉兩得。綜上所述，物理概念教學(xué)是物理教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)，只有搞好物理概念教學(xué)，才能提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理規(guī)律和定律打下良好的基礎(chǔ)。

第四篇：高中物理概念、規(guī)律課教學(xué)模式探究

物理概念、規(guī)律課教學(xué)模式探究

湖北省襄樊市 宜城一中

張海英 441400 物理概念都是從物理現(xiàn)象、物理事實(shí)和實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用邏輯思維的方法抽象出來(lái)的，用來(lái)表征物質(zhì)的屬性和表述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的。物理概念既是構(gòu)建物理理論的重要基礎(chǔ)，也是學(xué)生掌握物理規(guī)律、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基石。學(xué)生形成、理解和掌握物理概念是一個(gè)十分復(fù)雜的認(rèn)識(shí)過(guò)程。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上出現(xiàn)的問(wèn)題大多來(lái)源于物理概念不清，由于對(duì)概念理解不透、混淆不清，就很難了解各公式、各定律的內(nèi)在聯(lián)系和深刻含義，對(duì)所學(xué)物理知識(shí)必然難以收到“舉一反

三、觸類(lèi)旁通、融會(huì)貫通”的成效。因此教師對(duì)概念的教學(xué)要適應(yīng)學(xué)生認(rèn)知的心理規(guī)律。而傳統(tǒng)的概念教學(xué)是只側(cè)重結(jié)果的教學(xué)，教的方面表現(xiàn)為“三多三少”，即“知識(shí)傳授多，自主活動(dòng)少；就題論題多，指導(dǎo)方法少；教師講得多，學(xué)生討論少”，這嚴(yán)重地影響了物理教學(xué)質(zhì)量的提高。因此，要想在物理教學(xué)中取得滿意的教學(xué)效果，就必須重視概念教學(xué)，要從關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，分析認(rèn)知概念的心理特點(diǎn)，探討科學(xué)地進(jìn)行概念教學(xué)的方法和途徑。

一、可采用多種方法引入物理概念

1、聯(lián)系實(shí)際生活，創(chuàng)情境引入物理概念。例如：瞬時(shí)速度是學(xué)生難學(xué)的概念之一，按定義引入概念，高一學(xué)生感到很抽象。因此，教師在引導(dǎo)學(xué)生建立概念之前要善于提供豐富的感性材料，創(chuàng)設(shè)一個(gè)感知活動(dòng)的場(chǎng)景，把新概念與學(xué)生已有的知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。根據(jù)學(xué)生已掌握了“時(shí)刻”“位置”“速度”“平均速度”等概念，可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題讓學(xué)生思考：一輛汽車(chē)上午8點(diǎn)從甲站出發(fā)開(kāi)往乙站，8點(diǎn)半行駛到離甲站15km的丙地時(shí)，撞傷了一個(gè)騎自行車(chē)的人。交警通過(guò)測(cè)量后，對(duì)駕駛員說(shuō)：“這條公路上汽車(chē)的時(shí)速限制為60km/h，你違章超速了。”駕駛員辯解說(shuō)：“我的行駛速度是v? st?150.5km/h=30km/h，我的車(chē)沒(méi)有超速。”這位駕駛員的理由

是否正確、充分。大部分學(xué)生立刻指出：駕駛員說(shuō)的是平均速度，汽車(chē)在途中行駛有快、有慢，撞自行車(chē)的時(shí)候就可能超速。教師點(diǎn)撥：由此可見(jiàn)，僅有“平均速度”還不能完全說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際情況。為了表示物體在運(yùn)動(dòng)中某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，我們需要引入一個(gè)新的概念——瞬時(shí)速度。這樣引入很自然，同時(shí)把瞬時(shí)速度與平均速度區(qū)別了開(kāi)來(lái)。

2、用實(shí)驗(yàn)引入物理概念也是一種常用的方法。例在“自感現(xiàn)象”教學(xué)中，可以以“千人震”實(shí)驗(yàn)作為引入。教師先問(wèn)學(xué)生：兩手加在一節(jié)干電池兩端會(huì)有什么感覺(jué)？學(xué)生心理會(huì)充滿疑惑。然后，教師給出如圖所示的電路圖：

隨便指定一位學(xué)生上臺(tái)，用兩只手接觸線圈L的兩端，閉合電鍵后，詢問(wèn)學(xué)生是否有觸電的感覺(jué)，學(xué)生試驗(yàn)后回答：無(wú)觸電的感覺(jué)。接著我將電鍵斷開(kāi)，隨即學(xué)生就驚奇地體驗(yàn)到“觸電麻木”的滋味。隨后，讓多名學(xué)生手拉手再試，都同時(shí)有觸電的感覺(jué)。學(xué)生肯定會(huì)覺(jué)得這個(gè)現(xiàn)象太不可思議，因而很自然地就會(huì)問(wèn)：一節(jié)電池的威力為什么會(huì)如此大呢？就在學(xué)生百思不得其解的時(shí)候，教師趁機(jī)引入新課：等到我們學(xué)了自感現(xiàn)象就能解決這個(gè)問(wèn)題。

3、隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也被廣泛使用在對(duì)學(xué)生物理概念的研究中，其主要被使用在物理問(wèn)題場(chǎng)景的創(chuàng)設(shè)和對(duì)學(xué)生概念理解的探查中。例如：超重和失重概念的引入，就可以先用相機(jī)拍攝出一學(xué)生站在直升電梯內(nèi)的體重計(jì)上隨電梯上升的過(guò)程。然后用計(jì)算機(jī)展示給全班學(xué)生觀看，讓學(xué)生讀出電梯靜止、加速上升、勻速上升、減速上升四個(gè)階段體重計(jì)的讀數(shù)：G1、G2、G3、G4，同學(xué)們會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)人一會(huì)變“胖”，一會(huì)又變“瘦”。還可以進(jìn)一步展示，“神七”上天，宇航員（翟志剛）出艙活動(dòng)的畫(huà)面，同學(xué)們肯定會(huì)對(duì)宇航員及繩索都飄浮在空中感到十分好奇。而要解釋這些現(xiàn)象，也就很自然地引出了“超重”和“失重”的概念。

二、明確概念的內(nèi)涵

要明確概念所反映的物理對(duì)象的本質(zhì)屬性和該事物區(qū)別于其他事物的本質(zhì)特征。我們平時(shí)所說(shuō)的概念的物理意義，就是指物理概念的內(nèi)涵，它是對(duì)物理概念的規(guī)定。例如，對(duì)一個(gè)定量的概念（即物理量）其內(nèi)涵包括：是描述什么的物理量？是否是矢量？如是矢量則它的大小和方向是怎樣定義的？如是標(biāo)量則它的數(shù)值是如何定義的？單位是什么？再如，對(duì)于交流電的有效值這個(gè)概念的內(nèi)涵，包含有：（1）有效值是等效替代交流電的直流電的數(shù)值；（2）有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的；（3）等效的前提是“同樣的電阻”和“相同的時(shí)間”；（4）觀察時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，對(duì)周期性的交流電應(yīng)取其周期的整數(shù)倍。

三、明確概念的外延

所謂明確概念的外延，就是要明確概念所反映的本質(zhì)屬性的對(duì)象包含有哪些，我們通常所說(shuō)的物理概念適用的范圍和條件，就是指物理概念的外延，它是對(duì)物理概念在量上的規(guī)定。例如，電勢(shì)概念只適用于靜電場(chǎng)，而不適用于渦旋電場(chǎng)，這就是電勢(shì)概念的外延。在這里特別要告誡學(xué)生的是切忌不自覺(jué)地縮小或無(wú)條件的外推概念而制造錯(cuò)誤。例如，對(duì)豎直方向的運(yùn)動(dòng)處于失重狀態(tài)的物體，不能只考慮其向下加速的情況而忽視其向上減速的情況來(lái)縮小外延；滑動(dòng)摩擦力與正壓力成正比，不能將其看作摩擦力與正壓力成正比，以滑動(dòng)摩擦力代替了摩擦力的概念，從而無(wú)條件地外推概念的外延而出錯(cuò)。

四、講清概念的性質(zhì)

一個(gè)物理量的性質(zhì)包含三個(gè)方面：（1）矢量——是矢量還是標(biāo)量；（2）瞬時(shí)性——是過(guò)程量還是狀態(tài)量；（3）相對(duì)性——即與參考系的關(guān)系。例

如，功的性質(zhì)為：功是標(biāo)量，但有正負(fù)，一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，表示物體克服這個(gè)力做功；功是描述力對(duì)空間的累積作用，是一個(gè)過(guò)程量，談到做功就必須分清哪個(gè)力在哪個(gè)過(guò)程中做的功；因?yàn)槲灰婆c具體的參考系有關(guān)，具有相對(duì)性，所以功的大小也與參考系有關(guān)，功也具有相對(duì)性。

五、了解相關(guān)概念之間的區(qū)別和聯(lián)系

所謂相關(guān)概念是指由同一類(lèi)物理現(xiàn)象而引入的，反映不同本質(zhì)屬性的不同概念。如速度和加速度、動(dòng)量和動(dòng)能、位移和路程、交流電的有效值和平均值等，他們既有聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別。以交流電的有效值和平均值為例，他們的聯(lián)系體現(xiàn)為都是根據(jù)電流發(fā)生變化的現(xiàn)象而引入的，反映的都是電流的平均效果，但他們又有本質(zhì)區(qū)別，有效值反映的是電流熱效應(yīng)的平均效果；而平均值反映的卻是自由電荷作定向移動(dòng)快慢的平均效果。

總之，在物理概念的教學(xué)過(guò)程中，我們只有從概念本身的特點(diǎn)出發(fā)，研究教材，研究學(xué)生，不斷提高自身的教學(xué)水平，使學(xué)生在學(xué)習(xí)概念的同時(shí)，思維能力得到很好的訓(xùn)練，使學(xué)生在掌握概念的同時(shí)，領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的基本方法，形成初步的科學(xué)能力，進(jìn)而內(nèi)化為學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)和正確的科學(xué)觀，這也是新課程理念下實(shí)施有效物理教學(xué)的要求。

第五篇：《高中物理教學(xué)研究》堂上練習(xí)和作業(yè)

《高中物理教學(xué)研究》堂上練習(xí)和作業(yè)

一、堂上練習(xí)

1、觀課和評(píng)課（10分鐘/人）。

2、自選一課題，制作說(shuō)課課件，進(jìn)行堂上說(shuō)課（10分鐘/人）。

3、自選一課題，設(shè)計(jì)課堂導(dǎo)入教學(xué)教案并演練（10分鐘/人）。以上2、3正式上課前做好。

二、課后作業(yè)

1、為什么要進(jìn)行物理課程改革？

2、談?wù)剬?duì)物理課程基本理念的認(rèn)識(shí)。

3、談?wù)勎锢碚n程改革對(duì)教師提出了哪些挑戰(zhàn)和如何應(yīng)對(duì)？

4、根據(jù)你所了解的中學(xué)物理教學(xué)情況，談?wù)勅媾囵B(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的建議。

5、談?wù)勗鯓硬潘阋幻麅?yōu)秀的物理教師。

2013年5月20日